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CNC d'établi pour aluminium

  • Auteur de la discussion Auteur de la discussion Lou-Pierre
  • Date de début Date de début

Lou-Pierre

Nouveau
Bonjour à tous,

Lecteur de ce forum depuis de nombreuses années mais jamais contributeur, je me décide à vous présenter ma CNC de bureau que j’ai réalisé courant 2024.

L’objectif était pour moi de concevoir et réaliser une fraiseuse numérique pouvant usiner de l’aluminium de manière assez confortable tout en étant le plus compact possible (faute à un garage assez petit). Les courses XYZ ont été définies à 300x300x120. Le projet était davantage pour le challenge de la réalisation que pour l’utilité même si elle me sert régulièrement dans mes bricolages. De part ce constat l’objectif a donc été la diminution au maximum du cout du projet. Actuellement la fraiseuse m’a couté environ 1800€ tout compris (mécanique, armoire, aspirateur, outillages spécifique à la réalisation etc).

Vue 1.PNG
Vue 2.PNG


Pour simplifier au maximum la réalisation je suis parti sur une structure en S235 découpée au laser et assemblée via un système d’écrou prisonnier dans les chants, les épaisseurs sont de 6 et 8mm suivant les zones. Cette invention d’écrou dans les chants n’est pas de moi mais s’avère très efficace et rentable en temps et en cout. Tous les assemblages de tôles sont fait par des vis et écrou M8 Nylstop à embase pour éviter les desserrages dû aux vibrations. J’avais comme objectif de ne réaliser aucun usinage ni soudure sur la structure ; les rails prismatiques sont posés sur des étirés de 20x15. Les étirés sont l’avantage d’être plutôt bien rectilignes et « redressent » les découpes lasers plus souples. Le résultat en terme de précision et rectitude des axes est au-delà que ce que j’espérais donc bonne nouvelle.

Vue 5.PNG


En terme d’architecture mécanique je suis parti sur un plateau mobil en Y et d’une table croisées X/Z. Afin de limiter la pollution les rails et vis à billes Y sont placés tête en bas sous le plateau, cela donne aussi une esthétique plus « propre » même si ce n’était pas le but premier.

Comme dis précédemment tous les axes sont montés sur des rails patins taille 20 et vis à billes Ø16 au pas de 5mm. Les moteurs sont des Nema 23, j’étais parti sur des axes traversant pour y placer des molettes côté « cul » mais c’est au final assez inutile. J’ai puisé au maximum sur du matériel standard (beaucoup de Aliexpress/Amazon/Ebay) pour les paliers et accouplements. La broche est la très classique 2,2kW ER20 refroidissement liquide qu’on retrouve un peu partout, j’en suis très content elle tourne à 0, à voir côté durée de vie. Les capteurs de fin de courses sont des V-153-1C25 fixés sur des pièces que j’ai imprimé en 3D.

J’ai réalisé une petite enceinte fermée pour retenir les copeaux, c’est un mix de tasseau bois et plaque de polycarbonate découpée sur mesure, ça marche plutôt bien même s’il reste quelques zones où les copeaux s’échappent. J’ai ajouté une canule d’aspiration imprimée en 3D au plus près de la broche qui permet de canaliser 75% des copeaux (nombre purement donné au hasard !).

Vue 3.PNG
Vue 4.PNG


La partie électronique est beaucoup moins mon fort, j’ai réalisé complètement l’armoire et surement en passant à côté de beaucoup de standards de câblage et possiblement de sécurité. J’ai tout de même veillé à limiter les parasites liés au VFD via un filtre EMI et des câbles blindés (aucun problème de parasites jusqu’ici). Les drivers sont alimentés en 48V, ce sont des DM556 à 5€ qui font bien le job. Le VFD est le modèle très classique vendu avec la broche 2,2kW. Côté « intelligence » je suis parti sur une carte MKS DLC32 V2, je tenais à utiliser GRBL pour le côté open source du projet. J’ai eu des problèmes de firmware avec cette carte et au final l’écran déporté ne me sert jamais, un autre choix aurait peut-être été judicieux, cependant ça fonctionne. C’est le seul problème que j’ai eu avec cette machine, tout le reste à marcher correctement.

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Je laisse quelques photos des usinages que j’ai pu faire pendant les premiers mois de fonctionnement, comme indiqué précédemment la précision est plutôt intéressante (après pas mal d’heure de comparateur/maillé il faut le dire), facilement sous le dixième sur les grands déplacements et autour de 2/3 centièmes sur des petits alésages par exemple. Ça reste des ordres de grandeur je n’ai pas fait de relevé metro complet, tout a été réglé à l’aide d’un pied à coulisse et d’une équerre à chapeau rectifiée.

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J’ai pris pas mal de plaisir à me mettre à Fusion360 pour la partie CAM, plutôt habitué à SolidWorks pour la partie 3D.

Pour l’instant je n’ai pas fait de « gros » projets avec mais j’ai quelques idées en tête, à suivre donc.

IMG_20240706_124834.jpg
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J’espère ne pas avoir oublié trop de choses, je vais certainement partager le projet sur Grabcad si cela peut intéresser du monde.

A+ !
 
Je trouve aussi qu'elle est bien pensé, le système d'assemblage des plaques découpés au laser est intéressant.
Le projet partagé sur Grabcad va intéresser du monde.
 
Le système d'écrou sur champ est pratique avec des parois "fines". J'ai une vieille imprimante 3D type I3 mini assemblé de la sorte.

Un des avantages est la facilité de fabrication, les plaques sont créées facilement en 2D.

L'inconvénient est un manque de précision lors de l'assemblage. Il faut que ce soit l'ensemble des pièces qui amène une contrainte géométrique structurelle pour avoir un début de précision et de rigidité. Un marbre pour poser la base lors de l'assemblage est un plus.


Un ajout de "tenon/mortaise" peut amener une augmentation de la précision de l'assemblage. Il ne faut pas s'en priver, leur réalisation 2D ne pose pas de problème et cela amène facilement un surcroit de précision, de rigidité et facilite l'assemblage.

C'est un type d'assemblage que j'utilise de temps en temps car il est facile à mettre en œuvre montage/démontage.
Ici avec du CTP de 3mm pour un support de caméra, construction légère assez rigide et l'assemblage tenon/mortaise dégauchi partiellement mes planches qui avaient tendance à partir dans tous les sens.

support_camera_acro55_20250726_104323_crop_640.jpg
 
Dernière édition:
Re

Je suis étonné du coût assez limité de l'ensemble avec autant de découpe laser sur des pièces de cette surface et de cette épaisseur. (Ça fait bien longtemps que je n'ai pas regardé les prix en ligne).
Chez qui avez vous fait la découpe?
 
Bonjour merci pour vos messages.
Tu as raison Pascal l'ajout de tenon mortaise peut pas mal aider à la mise en place, dans mon cas j'ai calé les plaques entre elles tout en gardant du réglage possible pour affiner la géométrie, mais ça aurait pu me servir sur certains éléments, ça sera pour la prochaine :-D. Content de voir ce système de vis écrou sur ton installation, j'ai piqué l'idée pour ma part sur un fournisseur industriel d'axes linéaires qui réalise toutes ses structures comme cela mais c'était la première fois que je voyais ça.

Rinar pour la découpe j'ai bénéficié de tarifs HT en passant par un pro de mon entourage, j'en ai eu pour 262€ HT chez ADES Laser à La Rochelle, ça fait du 5€ le kg environ. Ils travaillent également avec les particuliers mais ils ne font pas d'envoi je crois.
Pour les étirés j'ai prix ça à la coupe en ligne chez Tartaix.
Ci dessous ma nomenclature d'achat, il y a quelques éléments pour lesquels j'avais du stock (peinture pour jantes Action d'où la couleur "aluminium", câbles), j'ai vraiment essayé de tirer tous les prix au minimum, tout cela date de fin 2023 début 2024 donc ça a dû évoluer. Il est encore possible de gagner un peu en faisant un plateau maison par exemple et en faisant de la recup pour le coffret elec.

Capture.PNG
 
Cette CNC est d'une élégance ! Je suis très impressionné.
Est-ce que tu aurais utilisé un acier déjà rectifié pour faire ceci ? Et pour les étirés ?
Je souhaite faire une CN précise à 2/3 centièmes très similaire et je m'inspire beaucoup de ceci. Mais j'ai l'impression que la découpe au jet d'eau serait plus adaptée. Pour la même raison que le soudage ne l'est pas trop pour ce genre de machines, la découpe laser peut tordre un peu les plaques au long terme. Pourquoi avoir choisi le laser ?
L'axe Y est élégant, mais j'ai l'impression que ces deux pièces tenant le plateau sont source d'instabilités. Est-ce que tu as remarqué quelque chose par rapport à cela ?
Et pour le processus d'assemblage, comment as-tu réglé la perpendicularité de tout cela ? Des cales un peu partout ? Ou alors, tu t'es satisfait de la perpendicularité existante ?

En tout cas bravo et bon usinage !
 
je suis épaté, et un peu envieux
il n'y a pas trop de copeaux qui descendent sous la table ?
s'il y a un lien grabcad ...
 
Merci pour ton commentaire ça fait plaisir.
Pour les plats qui supportent des rails ce sont des étirés donc en tolérance h9, ils ont une bonne planéité tant qu'on usine pas trop dedans, comme ils sont bien plus épais que les tôles de la structure ils ont tendance à rester plutôt bien droits et à redresser la structure. Mais tu as raison les tôles découpées au laser ont tendance à pas mal vriller, surtout quand il y a pas mal d'ouvertures comme ici. Cependant dans ce montage j'ai fais en sorte que toutes les plaques puissent être "réglées", c'est en partie pour ça que je n'ai pas fais de tenons mortaises partout car ça limite le réglage.
La découpe jet d'eau peut être intéressante mais dans tous les cas les tôles laminées sont déjà moyennement plate de base donc pas sûr que ça vaille le coup, la différence de prix est assez importante.
Pour la perpendicularité des axes j'ai utilisé une équerre à chapeau rectifiée et ensuite j'ai joué du maillé + comparateur un peu partout, ça prend un peu de temps mais ça marche vraiment bien et c'est sympa à faire. Pour régler la "démultiplication" des axes j'ai utilisé une pied à coulisse qui m'a servi de règle de mesure. GRBL limite un peu trop ce réglage donc difficile de faire pile 100mm quand tu demandes 100mm à la machine. En gros soit j'arrive à 99,99mm soit 100,01mm mais pas possible de régler plus finement.
Le seul axe qui n'est pas réglable est la perpendicularité de la broche dans le plan YZ, et c'est d'ailleurs là dessus que j'ai le plus gros soucis de perpendicularité, c'est assez visible sur les photos des pièces réalisées. Ca reste retouchable en reprenant la bride de la broche mais pas encore fait.
Pas de soucis pour les deux pièces qui relient le plateau à l'axe Y, ce sont deux pièces massives taillées dans la masse en alu, ce sont les seules pièces que j'ai dû faire usiner sur la machine mais il y a possibilité de faire des pièces temporaires à base d'entretoises et ensuite usiner les pièces sur la machine.
Ca va dépendre des matériaux que tu veux usiner et sur quelle longueur mais 2/3 centièmes peut être compliqué, elle usine bien l'alu mais la rigidité ne permet pas de prendre des grosses passes, sur toute la course totale je ne pense pas que ce soit tenable mais sur des petites dimensions (50/100mm) ça doit être jouable.
A+
 
Re,

merci pour la réponse, ca me réconforte beaucoup dans mes choix de designs.

Je pense utiliser LinuxCNC, avec des Servos, pour ma part, donc peut-être que je pourrais jouer un peu plus sur ce réglage...
Je pensais prendre des plaques déjà rectifiées, puis les découper au jet d'eau. Mais c'est vrai que c'est sacrément plus cher.

Bref, je fais beaucoup de théories, mais avec ma faible expérience dans ce domaine, ces commentaires m'aident beaucoup, donc merci.

A+
 
Salut Phil.
Tu as raison un peu de copeaux passent en dessous, avec l'embout de l'aspirateur j'arrive à nettoyer dessous mais si ça avait pû être plus haut ça serait bien. Tu fais bien de relancer pour Grabcad j'en avais parlé mais pas encore fais, je fais ça ce soir allez.

Klak, je pense que tu fais bien d'aller sur LinuxCNC ça semble beaucoup plus puissant, je n'ai pas eu le courage d'aller jusque là. Ne t'embête pas trop pour avoir une structure de base très droite, tant que tu laisses de quoi régler un peu partout tu t'en sortiras.

Du coup 3D dispo ici : https://grabcad.com/library/jpr-cnc-v5-1
A+
 
Beau projet! Seriez-vous assez aimable pour partager le schéma et/ou le modèle 3D du système électrique ? Je prévois de l'intégrer à une machine CNC de découpe de verre et cela me serait très utile. Merci
 

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