CNC pour PCB, alu et tole fine

Bonjour à tous,

je suis en projet de construire une CNC à portique mobile pour faire du PCB et des facades alu (- de 5mm) pour les boitier des dit PCB. Et eventuellement pouvoir taper dans de la tole fine (- de 0.8mm) pour de la découpe ponctuelle (aérations).

Pour ce projet j'ai un budget de 1500€ schant que je peu recupéré de l'alu à foison voir du titane en moindre quantité.

Les course utiles seront de X = 550 mm Y = 450 mm et Z = 250 mm
Le Z si grand est justifié par une possible instalation d'un 4ème axe plus tard et puis pour utiliser un etaud c'est plus pratique .

Le chassis serais en Alu massif de 15mm voir 20mm usiné dans la masse et boulonné (je ne sais pas encore pour l'epaisseur je doit terminer les essais SW )
je partais sur des guidages suporté de 20 pour X et de 16 pour Y et sur un rail rond de 16 pour Z
Pour l'entrainement ce sera des VAB de 20,16 et 16 au pas de 5mm/tr
Niveau moteur je pensais prendre des 3Nm en Nema 23 avec des Driver 542H et une alim de 36V ou 48V suivant ce que je trouverai
La breakout board je prendrais la Ecut version 4 axes permettant de faire evolué faciellement l'ensemble. De plus elle joui d'une tres bonne reputation et j'ai un ami qui en possède une et il en est très satisfait.
Les fins de course et position 0 seront des microswitch Omeron.

Niveau Broche je suis assez dubitatif concernant les broches chinoise en 1.5Kw car elle tourne 'assez peu vite' (24 000 tr/min), de plus un ensemble broche + inverseur + pompe n'est franchement pas donné.
je regarde donc a me faire une broche HV dans les 1.5/2Kw a base de moteur brushless inrunner, l'avantage c'est qu'elle peuvent ateindre les 50/60 000Tr/min et pour le pcb c'est pas du luxe.

Voila un peux ou en est ma reflexion j'ai commencer les plans je dois encore pofiné quelques bricole avant de vous en faire part.

Est-ce que mes choix vous semble correct pour l'utilisation que j'en aurais et le budget que je me suis fixé et je reste ouvert a tout conseille et proposition de votre part.

Tito

Je travail dans une boite qui fait de l'usinage et du decolletage toute matiere et pour de la visserie medicale (Chrome cobalt et titane) nous utlisont une fraise de 0.3, pour usiné l'empreinte sur le haut de la vis, donc assez proche d'une pointe javelot en terme de diametre utile et ça tourne à 45 000 tr/min avec des passes de l'ordre de 0.2mm.

Apres le truc c'est que si tu tourne trop lentement sur du CI tu à une finition "degeulass" des pistes et utilisant des microcontroleurs en CMS il me faut un resultat impecable des pistes.
Pour l'alu 24 000tr/min peux faire juste egalement suivant les etat de surface voulu, tout depend bien sur du diametre de fraise du nombre de dent mais en général l'alu on le fini à la fraise de 2/3 mm en 2 dents et faut que ça tourne vite pour atteindre les vitesses de coupe optimales.

Certain se moque peut-être de l'etat de surface mais dans certain cas c'est important comme pour faire des radiateurs pour les composants de puissance, Et oui comme l'alu coute pas chère

Tito

Eu les pointes javelot courante sont a 0.3 et celles de precision peuvent allé a 0.1 et niveau fraisage je devrais pas descendre en dessous 0.5 apres je ne serais pas assez precis je pense et la conso de fraise devrait en temoigné

Bonjour,

je travail actuellement sur une instalation de rail hiwin pour un projet de boulot (guidage sans precision mais avec des efforts importants) et il me plaise de plus en plus, j'hesite donc a en prendre pour ma CN.

Dans quelle mesure sont t'ils mieux que des rails supportés ? et quelle modèle pour chaque axe (taille) pour une rigidité equivalente aux rails supportés que j'avait seletionnés ?

Pour la Broche je suis en train de cogité car je n'est pas vraiment de reférence de terme de montage, si vous avez des plan qui traine ??

Pour le refroidissement je ne sais pas du tout dans quelle mesure les elements chauffent (roulement et moteur principalement) et je ne sais donc pas si un aircooling est suffisant ou si je dois prevoir un watercooling ?

Pour les roulements ya pas enormement de choix vu les vitesses visé mais ce serait a priori des contacts oblique de super precision de chez SKF, idem si y'a un(e) specialiste du roulement sa m'aiderai dans mon choix

Tito

Salut,

Pour la broche je pense m'inspiré de ce topic à la différence que je ne peut pas remplacé le shank directement sur les inrunner (5mm max de diametre), a voir pour un coupleur interne ?

http://www.mycncuk.com/threads/3793-Diy-brushless-spindle

je crois qu'il y'a un autre sujet de même style sur Usinage, si je le retrouve je le mettrais en Edit

Tito

Salut tous le monde,

Que pensez vous des broche a air haute vitesse plutot qu'une broche elec pour les PCB, et prendre une broche tradi chinoise pour le reste (alu et tole fine ) ??

sa serait beaucoup moin chere et pas de problème de gestion d'alim des moteurs brushless inrunner qui sont assez gourmand en courant

Tito

Re,

En faite je peux oublier la broche à air il me faut un debit pas loin de 10X celui que mon compresseur peux fournir et j'ai pas franchement un budget pour un compresseur a 1000€ capable de taper des debit de 20 m3/h sous 6 bar. Première impasse

Concernant les moteurs inrunner j' en ai trouver un qui collerai (prix, vitesse, diametre de shaft, courant tension "raisonable" 45V/65A):
http://www.aliexpress.com/item/leop...Brushless-motor-free-shipping/1413839254.html

le problème c'est qu'une alim secteur capable de delivré ce genre de courant/tension proprement c'est deja 600€
http://www.pp-rc.de/TECHNIQUE-DE-CH...op=pp-rc_fr&a=article&ProdNr=1256&t=3&c=8&p=8

Ou je bride le moteur a 1800W avec un limiteur de courant et une alim comme ça, bcp plus abordable :
http://fr.aliexpress.com/item/Eltek...Rectifier-Module-Power-Supply/1191092020.html

Ca me ferai une broche maison HV de 1.8Kw autour de 550/600 € tout compris avec le moteur, le shank C8/10/12 (je sais pas encore, ça va dépendre des roulements) ER11, 4 roulement à contact oblique de super precision de chez SKF, l'ESC (controleur de vitesse), l'alimentation à découpage, une monture en inox probablement avec une pièce en alu pour faire disipateur à eau dedant, + un kit de watercooling PC qui traine à la maison , une carte maison pour la convertion PWM/tension et ça doit être bon

pour le couplage, direct ou à pignon je sais pas ce qui sera le mieux, pour reduire un peu la vitesse et avoir un peu plus de couple genre descendre de 60 000tr/min a 45 000 qui devrais me sufire je pense ou faire un sytème ou je puisse avoir 2 reglage 1 haute vitesse et un basse vitesse (< 10 000 tr/min). Si vous avez des avis la dessus je suis prenneur

je regarde en parallèle pour une Broche HV d'ocaz dans les même prix, C'est pas gagné ...

Si nn la conception meca avance doucement mais surrement, je vais mettre quelques screens courant de semaine prochaine à mon retour de voyage.

Tito

Bonjour Jajalv,

C'est une bonne idée d'autant que ce debit n'est necessaire que pour faire du perçage et le gravage à la pointe javelot de PCB donc pas plus de quelques dizaine de minute, pour le détourage de PCB et l'alu la fraise sera bcp plus grosse (3-6mm Xd) donc la vitesse reduite par 5 à 20 donc ça devrais aller après.

je vais étudier ça car un reservoir je peux en récupérer un je pense et une broche air j'en ai vu dans les 3/400€ d'ocaz et 700 neuve. C'est dommage j'avais un moteur de frigo tout neuf qui a fini à la ferraille ya 6 mois ... car il manquait la partie electrique

as tu une idée de la pression max de chargement d'un reservoir de camion ? car je pense procédé ainsi utilisé ma cuve de 8L en tampon d'alimentation de la grosse cuve à 10 Bar voir plus, un clapet de gavage et un régulateur de pression reglé a 6 Bar pour la sortie. Sais tu s'il faut lubrifié l'air pour ce genre de Broche, je serais tenté de dire que oui mais je suis pas certain, cela ferait un achat de plus a prévoir ...

Ce genre de broche est bruyante je suppose, je me rend pas compte, si vous avez un element de comparaison, j'ai pas envie d'avoir les voisins sur le dos a chaque fois je fait du copeau

Tito

Merci Stan mais je n'est pas acces ...

Bonjour à tous,

@ Moderateur : si le sujet est inaproprié dans cette section je créer un topic séparé

La broche de Stan etant très interessante mais ne me suffira pas à elle seul, je regarde donc les possibilités qui s'offre à moi.

J'ai pas mal avancé la version 1 de ma broche Haute vitesse, elle est encore loin d'être parfaite (ya déjà des choses qui me plaise pas Xd) mais on est là pour apprendre et echanger donc la voici :



je me suis inspiré de ces type de broche : http://www.gmn.de/en/spindles/products/belt-driven-spindles/technology.html
pour ceux qui ne connaisse pas, c'est très instructif .

je me pose cependant une question concernant la disposition de leurs roulements, est-il préferable d'avoir un montage avec deux O imbriqué (<< >>) comme il l'on fait ou bien un de chaque coté du shank (<> <>) ?? Le X n'étant pas envisageable compte tenu de la longueur disponible.Idem pour les spacers et la rondelle à ressort permettant de regler la précharge, sur le site il dise que le système de ressort est bien adapté au haute vitesse mais j'en ai pas trouver, si vous avez des pistes ? et pour les spacers ils les préconisent pour disiper d'avantage la chaleur et une meilleur lubrification de des roulements.

J'utilise donc un shank C10 Er11 pour se design sachant que je peux pas monté au delà de C12 car après les roulement supporte pas les hautes vitesses



La bête fait 60 mm de diamètre en aluminum et 110 mm de long (de la pince au haut du coprs de broche).
j'ai laisser beaucoup de place au dessus pour un eventuelle montage de pignonerie à deux etages je doit encore y réfléchir.
Je réalise l'etancheité en bas avec une calle à chicane et une rondelle usiné, je suis en train de voir pour viré cette rondelle et retourné la cale, en mettant des chicane sur la pièce juste au dessus.



j'ai egalement ajouté des sortes de canalisations internes à la broche permettant d'avoir acces à de l'air ou du lubrifiant directement à coté de la pince, je ne sais pas encore si l'idée est bonne, je dois vérifié l'emcombrement d'un raccord

J'attend donc vos remarques et commentaires n'hesité pas ça reste gratuit

Tito

Salut,

Bon comme personne ne se decide j'ai fait une V2 avec les points que j'avais soulever, cette version me plais plutôt pas mal .

Voici la vu en coupe :


Elle a maigri un poil puisqu'elle est en diamètre 50 mm maintenant mais elle a grandi en revanche elle mesure desormais près de 160 mm
j'ai donc ajouté les spacers entre les deux roulements de chaque paires, et mis des rondelles bellvilles par 4 pour la precontraite des roulements du haut.

J'ai retiré les fioritures à savoir les passages interne de lubrifiant et d'air, plusieurs raison, la première etant des pièces beaucoup plus complexe à créer pour l'etancheité de chaque liason, la deuxieme que je devais verifié a confirmé mes doutes, le raccord arrive au niveau de l'ecrou du shank

J'ai fais egalement une petite video eclaté remontage :


je vais voir pour le couplage maintenant car ce serait bien qu'elle monte un peu en vitesse, le moteur brushless que j'ai choisi tape que 45 000 tr/min

je regarde à une boite de vitesse type satelite avec les même couplage de chaque coté me permetant de la monté en reducteur ou monteur de vitesse ou en faire tout simplement 2 sachant que le ratio de monté interessant serait 1.89 pour atteindre les 85 000 pour avoir un peu plus et que le ratio de reduction idéal serai grosso modo entre 3 et 5 pour avoir le couple necessaire pour taper dans ma tole sans trop penner . Restera a voir le prix de tout ça savoir si vaut la peine ou non.

je galere un peu avec la boite dde vitesse si y'a des gens competent(es) pour me conseiller ou deconseiller tel ou tel chose

je doit encore intégré le watercooling au niveau des roulements en bas et en haut plus du moteur une fois qu'il auras trouver une place et cela devrais fonctionné nickel

Tito

Bonjour,

tout d'abord merci pour ces commentaires,

euh Zareux très bonne joke et pour les roulements tu est sur de ce que tu avance ?? car ça changerait enormement la donne en effet...

je me suis inspiré de ce type de broche industrielle car ce fabricant vends des roulements hybride pour les hautes vitesses et que je trouvais ce design interessant pour mon application. Pour la contrainte des roulement je ne vois pas où peu se situé l'erreur mais la contrainte est necessaire pour evité toute vibration et le fabricant preconise entre 10 et 100N pour les roulement qu'il commercialise, je conçois que le montage en rigide pourra depasser largement cette valeur et ne sera pas facile à regler.

stanloc a dit:

devrait ne supporter que de très faibles efforts

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Pour le PCB certe mais pour l'aluminium je ne pense pas surtout avec des fraises au dessus 3mm de diamètre.

Pour le couplage par engrenage je ne voie que cela capable de tenir des vitesses aussi elevé, car je pense que la courroie et la chaine auront atteint leur limite de vitesse bien avant, si vous avez une autre solution, je suis prenneur.

Pour le shank je l'acheterai je pense et le rectifierai contre une bouteille (le nerf de la guerre ) car je peux avoir acces à une rectifieuse pour les réductions de diametre et un tour automatique avec outils à plaquette pour acier trempé pour la realisation des pas de vis. l'usiné completemetn ma traversé l'esprit d'autant que je pourrais atteindre de très bonne rondeur sur les machines du boulot ( voir mieux que les shank ebay) car payer quelque euros pour la matiere ne me dérangerai pas, c'est le traitement thermique, on ne le fait pas en interne du coup ça me couterai un bras ...

stanloc a dit:

Les mandrins pour pinces ER ne sont pas utilisés sur les broches tournant très vite genre défonceuse utilisée en menuiserie. Il y a des pinces plus appropriées.

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As tu un exemple ou lien de ce genre de shank avec le type de pince qui va bien STP, maintenant que j'y repense c'est vrai que notre broche HV au taf a des pinces spéciales fin des vacances semaine prochaine je vais regarder ça de plus près !

Voila encore merci pour ces commentaires, je vais reflechir à tout cela n'hesité pas si vous avez d'autre remarques

Tito

Bonjour,

Oui je connais bien ce site, il est pas mal construit, je n'est jamais commandé mais c'est clair que c'est intéressant car il livre le variateur, la fixation et une alim avec. Apres ce n'est pas franchement donné.

J'ai noté que sur le lien de Rddt, ce sont des pinces ER sur les broches HV, et après vérification ce sont également des pince ER en taille 11 sur la broche HV à la boite, donc ma conception en pince ER11 n'est pas déconante. J'ai noté également qu'il y avait 3 roulement (et non 4 comme je l'avais présenté au départ) par contre ce sont des roulements tout acier donc je suppose qu'il y'a un montage en O et un roulement à bille simple ou à gorge profonde en haut de broche ne nécessitant pas de précontrainte particulière, juste un montage serré suffit je pense.

stanloc a dit:

J'ai l'impression que tu abordes cette conception un peu trop au "pif" alors que tu as mis la barre très haute. Tu devrais parfaire tes connaissances auprès de gens qui ont de l'expérience dans ce domaine

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je n'y vais pas au pif non plus, les choix que je fais sont justifiés, peut-être qu'il sont inapproprié pour mon usage mais il ne sont pas aberrant, pour parfaire mes connaissance, c'est ce que je fais ici même

les roulements hybrides à contact oblique en 10mm sont autour de 50€ pièces, et ceux en acier dans les 30€ pièces, c'est clair que la différence est énorme et pas forcement justifié pour mon utilisation (sur le papier les roulements acier couvre la plage de vitesse).

Je rappelle également que je cherche juste à évaluer les possibilités qui s'offre à moi en comparaison de la broche que Stan propose, et au vu des derniers éléments que j'ai regardé, moteur + alim + ESC + roulements, cette broche serais réalisable pour 600€, d'un autre coté je doit modifié un peu mon compresseur pour qu'il ai une capacité suffisante pour accueillir la broche à air, le réservoir supplémentaire ne me coûterai pas grand chose, il resterai à le couplé en dur ou pas à voir. Bref le surcoût ne serait pas du tout du même ordre que pour créer entièrement sa propre broche HV.

Bonjour à tous,

je doit vous informer que je doit mettre le projet en stand-by quelques mois, suite à un événement inattendu

je vous remercie tous de votre aide pour les premiers questionnements , j'essaierai de posté mon design comme même pour avoir vos avis mais cela risque de pas être pour demain.

je rouvrirais le fil le moment venu.

Tito