CNC Profilé Alu 80160

Voilà après presque 2 ans a constamment améliorer ma cnc3018 sans vraiment savoir où j'allais, passant a une broche de 500w, des rails linéaire sur tous les axes, un portique surélevé, un lit rabaissé, une structure renforcé avec des plaques de contreplaqué, une broche de 2.2kw (pour les curieux photos de ma 3018 sous ce texte ), j'ai décidé de sauter le pas et commencer la modélisation d'une machine plus grosse et plus robuste, principalement pour augmenter la surface et la vitesse d'usinage, mais aussi de pouvoir usiner plus facilement des metaux.

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Objectifs / Contraintes :​

• Matériaux à usiner : Bois dur principalement, aluminium, et éventuellement acier, selon les capacités de la CNC.
• Surface d'usinage : 1300 x 1100 x 150 mm.
• Budget : 2500 € evolutif (j'ai déjà la broche)
• Environnement : La CNC sera situé dans une pièce avec un accès réduit, elle devra être démontable et transportable le jours où je déménagerais.

Conception après plusieurs semaines de recherche :​

• Structure :​

  • Axe Z :
    Un axe Z classique utilisant un profilé alu de 28 x 160 x 400 mm comme base. Je prévois de le remplacer ultérieurement par une plaque d’aluminium massif de 30 mm que je fabriquerai dans ma forge.
  • Portique :
    Réalisé avec un profilé alu de 80 x 160 mm. Possibilité de le remplir de résine époxy et de sable dans le futur pour augmenter sa rigidité et limiter les vibrations.
  • Bases :
    Deux bases en profilé alu de 80 x 160 mm reposant sur trois profilés de 80 x 80 mm, eux aussi envisageables pour un remplissage sable/époxy (plus probable que le portique car fixe).
  • Lit d’usinage :
    • Profilés de 40 x 40 mm disposés perpendiculairement aux 80 x 80 mm pour supporter le lit.
    • Le lit sera recouvert d’une plaque de MDF de 20 mm, avec des inserts filetés permettant de fixer divers supports selon le travail à effectuer.
  • Évolutions prévues :
    Des plaques de contreplaqué de 30 mm, initialement usinées avec ma CNC 3018, seront remplacées par des plaques en aluminium une fois mon projet de forge terminé.

• Guidage :​

  • Axes Y : Rails HGW30 avec vis à billes SFU2005 (x2).
  • Axe X : Rails HGH20 avec vis à billes SFU1605.
  • Axe Z : Rails HGH20 avec vis à billes SFU1605.

• Motorisation :​

  • Axe Y : 2 moteurs NEMA 34 de 12 Nm.
  • Axe X : 1 moteur NEMA 34 de 12 Nm.
  • Axe Z : 1 moteur NEMA 34 de 12 Nm.
  • Broche : Une broche de 2.2 kW (déjà en ma possession).

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Vos avis sont les bienvenus !​

Lechattom a dit:

Salut,
Pour l'avoir fait j'éviterais les 2 moteurs sur Y et les PAP de 12Nm
Une CNC est silencieuse....à l'arrêt, dès que tu usines, si tu n'as pas de caisson autour ça fait du bruit...
Si tu usines alu/ acier il faut lubrifier donc exit la plaque de MDF
Si tu dois acheter les profilés/l'électronique et la motorisation/visserie/câblage/guidage....t'es plus que limite pour ton budget avec les dimensions espérées

il y a pléthore de CNC DIY qui fonctionnent sur ce forum, mon conseil serait de lire quelques posts pour éviter les écueils auxquels nous nous sommes tous confronté, ça te fera gagner du temps et de l'argent...

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la puissance des moteurs ou le fait d'en avoir 2 pour la synchronisation / réglages ? pour les moteurs j'ai conscience que 12Nm c'est probablement beaucoup mais je me dis que la différence de prix n'est pas énorme avec des 4.5Nm (50€ de différence par moteurs), et le poids de ma machine pourrait beaucoup évoluer si je remplis les profilés de sable/résine époxy, j'avais calculé un portique plein approchant les 80kg quand même. J'ai aussi pensé a tenter de revoir la structure pour avoir un seul moteur pour le Y, mais je n'ai rien trouvé qui me permet d'avoir une base parfaitement plane et rigide sans augmenter considérablement le nombres de profilés alu, j'aimerais rester aussi simple que possible.

Concernant le bruit, la broche 500w sur ma 3018 était une vrai furie, je m'en rend compte aujourd'hui avec la broche de 2.2kw que j'ai tout juste reçu la semaine dernière, pratiquement pas de vibration et beaucoup plus silencieuse, j'en suis très satisfait.

Pour usiner l'acier ou les metaux qui ont besoin d'etre refroidi j'ai pensé a créer un module comme une sortes de boites en plexiglas avec un fond en métal massif / etaux qui viendrait se fixer au milieu de la plaque de MDF avec des inserts filetés, comme ça je pourrais arroser dans la boite sans fuites.

Pour le budget, je sais que ça va probablement augmenter, mais psychologiquement je prefere me fixer cette limite pour l'instant , quitte a terminer la machine plus tard quand j'aurais d'avantage d'argent a mettre dedans. J'acheterais les kits moteurs nema en dernier de toute façon, quand la CNC sera prête.

Algone a dit:

Belle évolution, voilà ma petite contribution.
Pour Y des rails HGW25 seront largement suffisant voir même 20 suffiront, ça te fera toujours ça d'économisé.
Pareil que Lechattom, t'as vraiment pas besoin de 12Nm, avec 4Nm t'en aura déjà largement assez.
Pour les profilé de 40x40, perso je mettrai à la place une tole acier de 10 ou 15mm quite à recouvrir le martyr de bois ou MDF.
Avec une structure comme celle là, et qui est proche de ma première CNC, tu pourra usiner de l'acier mais difficilement, c'est à dire des avance plafonnant à 100mm/min, des outils durs (HRC60 ou 70) de petits diamètres et un reffroidissement conséquent, air au minimum, eau encore mieux mais à la moindre erreur de prog la fraise brulera avant de pouvoir réagir .

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je vais voir ce que cela peut me faire économiser, je dois aussi terminer ma feuille de calcul avec tous les couts pour avoir une vue d'ensemble.
Je sais déjà que le lit sera une simple plaque de MDF pour commencer, probablement doublé / triplé et recouverte de resine epoxy, pour atteindre environ 40mm , les profilés 40x40 seront un luxe que je pourrais peut etre me payer plus tard si je n'ai rien trouvé de mieux avant (tole acier epaisse et parfaitement plate).

sans les moteurs (je pourrais toujours utiliser de vieux nema17 / avec decouplement par courroie temporairement ), sans le lit en profilé 4040, sans la broche a acheter (je l'ai déjà et je la retire du budget de 2500€) et en utilisant initialement des plaques de contreplaqué que j'ai déjà pour certains elements de la structure, j'espere encore rester sous les 2500€ au besoin je peux meme remplacer les 3 profilés 8080 sous le lit par des poutre en sapin, temporairement ou plus si cela convient.

mpvue91 a dit:

surtout qu'il va lui falloir réaliser un sérieux caisson d'isolation phonique pour tout cet ensemble

"
Je vis en appartement, donc la machine doit :

• Être relativement silencieuse.
• Être démontable et transportable pour un futur déménagement. "

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Quand je dis silencieuse, je fais surtout référence à une structure massive. Je veux éviter les résonances associées aux profilés légers et creux, typiques des constructions trop légères, pour le son mais surtout pour éviter les vibrations de haute frequence. En 2 ans je n'ai jamais eu de plainte concernant le bruit, je vis en T3 et le bruit de ma 3018 restait largement acceptable depuis la chambre avec la porte fermé, probablement aussi bruyante que mon aspirateur.

la loi française sur les nuisances sonores est très claire : ce qui compte, c’est le respect des horaires légaux et le volume sonore global. Si ma CNC respecte ces deux critères (et elle le fait), alors mon droit à l’utiliser est pleinement légitime. Peut-être pourriez-vous consulter ces textes avant de suggérer que je risque de me faire assassiner par un "détraqué mental".

Par ailleurs, l’idée que le bruit d’une fraise dans le bois ou le métal dépasse celui de la broche est inexacte : cela dépend du matériau, de la vitesse de coupe, et du type de fraise utilisée. On peut très bien réduire le bruit en ajustant ces paramètres, mais peut-être que ces subtilités techniques vous échappent ?

Eh bien, je suis finalement parti sur une CNC à portique fixe, avec une structure très similaire à ma 3018, mais construite en profilés aluminium 4040. L'idée est d'utiliser ces profilés comme une structure de base principalement dédiée aux réglages des rails. Une fois assemblée et réglée, je compte la rigidifier en "soudant" les profilés alu à des plaques en HPL massif (d’au moins 38 mm d'épaisseur, découpées à la CNC) à l'aide d'un mélange de sable et de résine époxy.

Caractéristiques :​

• Rails : HGR20 sur tous les axes.
• Moteurs pas à pas:
  • X/Y : Nema23 en boucle fermée, 3 Nm, contrôlés par des HBS57.
  • Z : Nema23 en boucle fermée, 3 Nm avec frein, également contrôlé par un HBS57.
• Vis à billes : 1605 sur tous les axes.
• Broche : 2,2 kW.
• Surface d’usinage: 500 × 200 × 140 mm.

Système annexe pour grandes pièces :​

J'ai également réfléchi à un système permettant de repositionner automatiquement (et aussi précisément que possible) un volume simple, comme un panneau de bois, afin d'usiner des pièces de grande taille sur l’axe Y, par exemple 2000 × 500 mm. Je prévois d'utiliser des scripts Python dans FreeCAD pour diviser le programme en plusieurs fichiers G-code afin de gérer les reprises d’usinage.


Ce système pourrait inclure :

• Des griffes de maintien,
• servomoteurs,
• maintien par aspiration,
• vis à bille,
• Un quatrième moteur pas à pas.

Ce dispositif serait programmé via le contrôleur ou une Arduino. Je pourrais, par exemple, créer une fonction appelée "repositionnerPlanche" qui s’exécuterait à la fin de chaque fichier G-code, avec un délai intégré pour effectuer le repositionnement automatique avant de lancer la séquence suivante.

Prévention des problèmes liés à l’humidité :​

Je réfléchis encore à la nécessité éventuelle de percer des trous dans les plaques de stratifié HPL, à travers l’époxy, pour permettre une évacuation de l'humidité. Cela pourrait prévenir d'éventuels gonflements. Je ne sais pas encore exactement comment le HPL réagit dans ce contexte, mais j'ai l'intime conviction qu’il s’agit d’un matériau stable, étant donné qu’il est produit sous haute pression et à haute température.

Budget et matériaux :​

Le coût total est de 2 400 €.
J'ai déjà passé commande pour tous les matériaux nécessaires (Vallder, Alu10, acier découpé sur mesure, Aliexpress), et je prévois de commencer la construction dans deux semaines.


Pour les éléments de structure en HPL, je pense utiliser un plan de travail de 3000 × 650 × 38 mm, provenant de chez FORESTEA. Cependant, je continue de chercher des options en magasin afin de vérifier la qualité directement.







pour ceux que le premier design intéresse j'ai aussi abouti a une version avec un seul stepper moteur pour le Y (ce qui fait des économies en moteurs/driver/vis a bille mais ajoute 2 profilés 8080 et un profilé 28x200 aussi large que le portique sous la machine.

Plusieurs problèmes rencontrés :

1. Envoi des colis :
   Vallder a divisé l’expédition en 4 colis, et DHL a réussi à en envoyer un à 300 km de chez moi. Résultat : mes rails et vis à billes Y devraient arriver seulement cette semaine.
2. Problèmes avec Alu10 :
   Alu10 coupe systématiquement ses profilés 0,5 mm plus courts. Certes, ils respectent leur marge de tolérance annoncée, mais c’est une approche qui semble tout droit sortie d’une autre époque, où la rigueur n’était pas forcément la priorité. Aujourd’hui, on attend un peu plus de précision, même avec une découpe automatisée. De mon côté, avec une scie circulaire et un rail de guidage en plastique, j’arrive à mieux faire, ce qui en dit long…

En plus de ça, deux des profilés dépassaient la tolérance maximale de 0,75 mm, ce qui m’a obligé à leur demander un nouvel envoi. Et pour couronner le tout, ils se sont trompés sur la section du profilé destiné à mon portique : au lieu de m’envoyer du 160x40, ils m’ont expédié du 120x40. J’attends donc le reste de la commande corrigée pour cette semaine.

1. Stepper moteur défectueux :
   L’un des deux moteurs pas à pas que j’ai commandés sur Aliexpress est défectueux. Quand je le tourne manuellement, il y a une résistance irrégulière selon l’angle de rotation, ce qui indique probablement que l’axe a subi un choc. J’ai ouvert un litige sur Aliexpress cette semaine et j’attends leur réponse avant de commander un remplacement. À noter que la boîte était intacte à la livraison, ce qui signifie qu’ils expédient parfois des pièces déjà défectueuses.

Otatiaro, je vais partager ma construction sur un forum anglophone, tout simplement parce que l'expérience m'a montré que l'échange y est plus constructif. Sur les forums francophones, il suffit d'un détail – ici, le bruit – pour que la discussion dérape en critiques incessantes au lieu d'une vraie réflexion technique. Ce n’est ni une généralité ni une attaque, juste un constat basé sur les faits.

Cela dit, ce projet m’intéresse avant tout pour l’expérimentation : tester la résistance de ces plaques HPL, que j’ai trouvées à un prix intéressant, et voir jusqu’où peut aller ma machine une fois terminée. Je préfère me concentrer sur ces aspects concrets plutôt que sur des polémiques stériles. À chacun sa façon de voir les choses !