fabrication d'une CNC de bureau

  • Auteur de la discussion Varaldur
  • Date de début
V
Varaldur
Nouveau
2 Juil 2018
16
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour a tous
Je suis nouveau sur le forum et je me suis inscrit dans le but de poser quelques questions dans le projet que j'aimerais réaliser. Etant étudiant en électronique je m'en sort dans cette partie mais au niveau de la mécanique j'ai un peu plus de difficulté.

Mon projet et de réaliser une petite fraiseuse numérique que je pourrai mettre dans le coin de mon bureau. Celle ci serai la première machine que je réalise alors je ne veux pas faire une machine qui rivalise avec celle que l'on peut acheter dans le commerce mais plutôt me familiariser avec le monde des machines numérique. Pour le moment je fait seulement une étude théorique afin de voir si je peux réaliser ce projet.

Cahier des charges:

dimension extérieur maximale: 500*500*500mm
dimension usinable: 150*300*100mm
matière a usiner: des plaques d'epoxy (1.5mm) avec revêtement en cuivre (0.35um) afin de réaliser des circuit imprimer, matière molle comme de la mousse ou autres, et gravure sur du bois tendre.
budget: 300 € (étant étudiant je ne peux pas mettre beaucoup plus)

Première question: peut-on espérer réaliser une machine fonctionnelle pour ce budget?

partie mécanique

Pour la partie mécanique j'ai regarder plusieurs sites et vidéo qui présente des petites fraiseuse de bureau, et j'ai pu remarqué qu'il y avait deux grand modèle:
  • une où le plateau est un rectangle et il bouge sur l'axe X tandis que la fraise bouge sur les axes Y et Z
  • et un autre oùla fraise fait le mouvement sur les axes X, Y et Z et le plateau fait toute la taille de la machine


Je me demande alors quel modèle est le mieux pour mon utilisation?

Ensuite mes contraintes mécanique me permettent-elles de réaliser la machine avec des planches de bois, style MDF ou contreplaqué ou faudrait-il que je fait toutes la réalisation en métal?
J'aimerai aussi faire un caisson pour limiter le bruit de la machine et aussi éviter de mettre de la poussier partout.

partie électrique

Pour la partie électrique je partais sur une arduino avec un shield CNC, et des moteurs pas à pas de type nema 17, plus un contrôle avec le firmware GRBl. Pour cela quel puissance faut-il prévoir pour l'alimentation 12V?
Lors de mes recherches j'ai pu que deux type de broches étaient utilisés: des broches spécialisé ou des dremels. Lequel est le mieux et coûte le moins cher. Quel puissance faut-il prévoir pour la broche et quel vitesse pour les matériaux que je souhaiterais usiner?

Dans l'attente de vos retour
 
bendu73
bendu73
Compagnon
18 Sept 2013
1 226
SAVOIE
Salut,

Bon projet.
Je ne penses pas que c'est totalement fou pour ce budget.
Morgan avait reussis pour moins de 100euros il me semble mais beaucoup de recup!!!!

Pour la mecanique, a titre d'info, les petites machine on tendance a avoir un plateau bougeant sur X, et la tete sur Y et Z comme tu le dis.

Une machine en bois MDF me semble jouable, avec une bonne epaisseur tu peu avoir une machine tres rigide :wink: Cela te fait deja une structure pour pas cher !

Pour moi, et a vu de nez (mais vraiment a la louche) :

bois 50E
mecanique (rail, vis a bille+palier, les aliexpress) 200E
Kit electronique (moteur et cartes) 100E
broche (un dremel, du chinois) 50E

Apres on ne sais pas quel matos tu a chez toi pour constuire tout ca. Et faut pas oublier qu'il te faudra des fraises ensuite :wink:

Si ton but est de te familliariser avec une machine numerique, pourquoi ne pas faire une imprimante 3D ? Le budget s'y prete mieux. Mai tu en as peut etre deja une.
 
pinou29
pinou29
Compagnon
18 Mar 2009
2 877
Toulon ( Var )
Bonjour.
Je vais suivre ce fil avec attention.
Pour la partie électrique je partais sur une arduino avec un shield CNC, et des moteurs pas à pas de type nema 17, plus un contrôle avec le firmware GRBl. Pour cela quel puissance faut-il prévoir pour l'alimentation 12V?
Je pense déjà savoir qui va te renseigner concernant la partie électrique, il y a des costauds sur ce forum.
Bonnes bricoles.
Bernard.
 
J
Jmr06
Compagnon
14 Fev 2017
1 860
Cannes
Bonjour.
À prix égal, choisi une solution en mdf épais plutôt que du cp moins épais, cela sera plus rigide. en plus, les surfaces et les coupes peuvent être bien net en mdf.
Une conception avec la table mobile en x est plus facile à rendre rigide. Pour les petites courses que tu envisages, c'est la solution à privilégier.
Pour la broche, j'ai testé une solution avec une "dremel" chinoise, mais cela ne va pas bien, je n'ai pas réussi à la fixer de manière rigide et ça vibre. Peut-être n'ai-je pas acheté la bonne. J'ai acheté un moteur 775 pour la remplacer, mais je n'ai pas encore testé.
Pour les axes, j'ai choisi des axes de diamètre 20mm et des douilles à billes. Des vis ACME de 16, avec écrous bronze à réglage du jeu. Je suis satisfait de ces choix question rigidité et précision, mais j'ai peur que cela te face sortir un peu du budget, même si ce n'est pas très chère.
J'ai pris des NEMA17 long. Avec un kit GRBL Arduino et shield pololu, j'ai trouvé que c'est bien lent. J'ai commandé des drivers t6600 et une alim 36V, mais cela fait monter le budget sévèrement.
L'équilibre précision / vitesse est une vrai question avec un budget réduit, il faut bien choisir la solution adaptée à son besoin. Ma petite expérience montre qu'on sort rapidement du budget si on ne prend pas les bons choix et qu'on doit refaire.
 
carlos78
carlos78
Compagnon
23 Déc 2010
1 310
Quelques machines pour le budget de 300€ :


cnc 170€.jpg

170€ surface de travail 160x100x45
200€ surface de travail 240x180x45
215€ surface de travail 300x180x40
Ces petites machines correspondent à la description du projet : arduino, shield, nema 27, alim 24V, etc ... sauf la course en Z
C'est pas très rigide, mais difficile de faire moins cher en achetant les composants séparément.
 
jpbbricole
jpbbricole
Compagnon
26 Mai 2016
2 248
Corsier-sur-Vevey (Vaud)
Bonjour Varaldur

J'abonde dans le sens de @carlos78, ces petites machines remplissent parfaitement ton cahier des charges et la différence permettra d'acheter les accessoires comme les fraises.
Si tu choisi cette solution, veille à choisir un kit qui a un mandrin ER11
1530599419552.png

Au lieu du trop simple mandrin à vis de serrage
1530599457929.png


Cordialement
jpbbricole
 
G
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
196
Salut !

J'ai un projet similaire au tient en cours mais avec plus de budget : https://www.usinages.com/threads/construction-dune-cnc-compacte-pour-usiner-de-laluminium.112063/ . Elle fait 500*500 et sera complètement fermée pour la poussière puisqu'elle sur un bureau dans ma chambre.

Mais je pense que pour 300euro c'est possible !
Utilise une forme comme la mienne, ça limite un peu les courses mais au moins c'est très bon pour la rigidité et la structure sert aussi de caisse pour contenir les copeaux. Utilise du bois et des rails ronds supportés chinois, c'est facile à mettre en place et pas trop chère.

Tu aura alors une machine bien plus costaud que les modèles près à l'emploi chinois. Pour faire des circuits imprimés je pense que tu peux économiser en prenant de petit moteur puisqu'il n'y a pas beaucoup de force. Par contre il faut une machine rigide pour avoir une bonne précision donc met le paquet sur la structure et les rails et prend de l'électronique légère. En plus tu pourra changer la motorisation par la suite quand tu aura plus de budget sans changer le châssis.
 
J
Jmr06
Compagnon
14 Fev 2017
1 860
Cannes
Je suis d'accord avec @gomax69 , ces petites machines chinoises souffre d'un problème de rigidité à cause des rails non supportés de petit diamètre. Pour obtenir une rigidité suffisante, pour détourrer des CI par exemple, il faut soit des rails de bien plus gros diamètre, comme j'ai fait, soit des rails supportés, comme le propose @gomax69 .
Après, réfléchis bien à tes objectifs : est-ce que faire sa propre machine est un plaisir en soi, ou est-ce une contrainte ? Ces petites machines toutes faite permettent déjà de faire bien des choses de suite. Mais il ne faut pas étre pressé, parcequ'on "gratouille" plus qu'on usine, et dès qu'on doit enlever un peu de matière, c'est long.
Pense que dans le budget, il faut compter des fraises, de la matière, des moyens de bridage, un minimum de métrologie (à mon avis, un pied à coulisse, une règle, une équerre). Songe qu'il faudra régler la géométrie de la machine (que les 3 axes x,y et z, soient d'équerre) pour graver sans trop de souci des CI. Et une machine toute faite, même si elle n'est pas parfaite, sera toujours moins chère qu'une conçue soi-même.
 
G
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
196
Attention grattouiller des circuits imprimés c'est pas une bonne idée !! Déjà que de base la fibre de verre est très abrasive pour les fraises alors si en plus tu traînes avec des petites passes.... en fait moins tu frottes mieux tu te porte donc un seul passage si possible. Une fois la fraise moins coupante la qualité de la gravure devient franchement pourri surtout si les dessins sont fins.

Si tu t’orientes vers du prêt à l'emploi, regarde du coté des cnc3020T. C'est déjà un niveau franchement au dessus que les trucs qu'on trouve à 150euro, les axes sont beaucoup plus costauds, l'entrainement se fait par vis à billes (pas toute je crois, il faut faire gaffe) et tu peux attaquer tout les matériaux jusqu'à grattouiller l'alu. Mais c'est un tout petit peu au dessus du budget.
 
V
Varaldur
Nouveau
2 Juil 2018
16
  • Auteur de la discussion
  • #11
Merci de vos réponses

Apres on ne sais pas quel matos tu a chez toi pour constuire tout ca. Et faut pas oublier qu'il te faudra des fraises ensuite :wink:
Pour le matériel j'ai accés à la scie a onglet et sous table de mon père, à une raboteuse dégauchisseuse et à une perceuse a colonne.

Pour l'imprimante 3D je suis entrain de la terminer :)

À prix égal, choisi une solution en mdf épais plutôt que du cp moins épais, cela sera plus rigide. en plus, les surfaces et les coupes peuvent être bien net en mdf.
Quelle épaisseur me conseil tu pour les deux matériaux?

Pour les axes, j'ai choisi des axes de diamètre 20mm et des douilles à billes. Des vis ACME de 16
Pour mon imprimante 3D j'ai utilisé des axes de 10mm en acier et rien ne bouge, me faut-il vraiment des axes de plus gros diamètre?
Pour les vis je partait sur des trapézoïdales avec des vis anti-backslash de 8mm mais je pense qu'un peu plus grand permettrai de limiter les vibration?

Si tu choisi cette solution, veille à choisir un kit qui a un mandrin ER11
Merci je vais regarder cela

Tu aura alors une machine bien plus costaud que les modèles près à l'emploi chinois.
Projet très intéressant, pour cela tu utilise des profilés en alu mais dans mon cas je ne veux pas usiner de l'aluminium donc si je fait le montage en bois avec suffisamment de précision cela serai pas suffisamment solide?

est-ce que faire sa propre machine est un plaisir en soi, ou est-ce une contrainte ?
faire une machine pour moi est un plaisir, après je sais que sinon en acheter une peu revenir moins chers et pose moins de problème mais on a pas la satisfaction d'avoir une machine où on peu dire que c'est nous qui l'avons monté.

Pense que dans le budget, il faut compter des fraises, de la matière, des moyens de bridage, un minimum de métrologie (à mon avis, un pied à coulisse, une règle, une équerre).
Les fraises je ne les comptait pas dans le budget car ce sont des éléments qu'il faudra changer au fur et a mesure.
Pour la métrologie j'ai déjà tous ces appareils
 
J
Jmr06
Compagnon
14 Fev 2017
1 860
Cannes
Pour mon imprimante 3D j'ai utilisé des axes de 10mm en acier et rien ne bouge
Oui, mais une imprimante 3D, cela ne génère pas d'effort, contrairement à une fraiseuse qui "tape" à chaque fois qu'une lèvre de la fraise attaque la matière. Et cela engendre pas mal de vibrations. Sur ma petite cnc, je compte usiner avec des fraises de 6 mm, d'où le besoin d'être bien rigide. Après, vu les écarts de prix entre du 16 et du 20, j'ai pris du 20.
J'imagine que le niveau de rigidité nécessaire dépend du diamètre de fraise utilisée.
Pour info, les vis ACME, ce sont des vis trapézoïdales.
 
G
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
196
Projet très intéressant, pour cela tu utilise des profilés en alu mais dans mon cas je ne veux pas usiner de l'aluminium donc si je fait le montage en bois avec suffisamment de précision cela serai pas suffisamment solide?
Une structure fermée en caisson en remplaçant l'alu par du bois un peu épais serait bien costaud et tout à fait adapté à ton utilisation. En plus c'est moins lourd et ton bureau va te dire merci (le mien est franchement courbé avec les 70kg de la machine).

Pour les axes de guidage prend le plus gros possible dans ton budget si il ne sont pas supportés, ça fléchi plus que ce qu'on pense. Je descendrai pas en dessous de 20 à ta place pour ne pas être déçu. Pour graver un CI il faut enlever à peine plus que la couche de cuivre, et elle est pas épaisse la couche de cuivre donc il faut être très précis donc rigide.

Si tu as des photos de circuit que tu aimerai faire ça nous permettrai de voir un peu la finesse des détails. On pourrait te donner un avis plus ciblé sur la précision requise.

Les vis trapézoïdales me paraissent adaptées.
 
V
Varaldur
Nouveau
2 Juil 2018
16
  • Auteur de la discussion
  • #14
j'ai des arbres de 16mm en acier de longueur 1000mm qui me reste de l'imprimante est-ce que je peux les utiliser et sur quel axe? sinon j'utiliserai du 20mm il y a pas une grande différence de prix
 
G
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
196
Si ça peut te permettre de rester dans le budget c'est déjà pas mal du 16 à condition d'avoir peu de longueur et d'y aller doucement en usinant. Donc sur les courses de 100 et 150 ça peut le faire, sur 300 c'est franchement pas génial.

Mais de toute façon tu peux te rassurer en te disant que ça sera toujours bien mieux que ceux qui ont des guidages en alu avec des roulements à bille.
 
V
Varaldur
Nouveau
2 Juil 2018
16
  • Auteur de la discussion
  • #16
Pour le budget je ne suis pas encore sur, pour le moment je vais faire une nomenclature avec les tige de 16 et les tiges de 20mm.
Je dois utiliser les mêmes tiges pour l'axe Z?

J'avais commencer a faire un dessin 3D afin de visualiser le montage, il ressemble beaucoup au tiens mais j'ai choisi de cacher les moteurs, ce qui me fait de la place pour placer l'électronique (dans la partie gauche).
ensemble v8 global.png

J'ai aussi choisi que la devanture de la machine s'ouvre afin de pouvoir accéder à la machine plus facilement.
ensemble v8 2.png
 
G
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
196
Je ne peux que approuver le design vu que j'ai le même :-D. Je sais pas encore si je ferme le coté comme toi ou pas.... à méditer.

Tes planches ont quelle épaisseur ?

T'es obligé de mettre des tiges aussi longues pour l'axe Y (celui du haut), ça me parait bien long pour du 16mm.
Pour les angles essaye de mettre des tasseaux de bois bien épais pour servir "d'équerre" et pour mettre pas mal de vis. Les bords des planches ne sont pas suffisant à mon avis pour avoir une fixation rigide. Un peu comme mes profilés alu en fait.
 
V
Varaldur
Nouveau
2 Juil 2018
16
  • Auteur de la discussion
  • #18
J'ai opté de fermer le côté car cela permet de cacher l'électronique et de ne pas l'avoir qui traîne à côté de la machine.

Pour le moment je suis partie sur des planches d'épaisseur 15mm, mais je sais pas si cela est suffisant?

Et pour les tiges je suis partie de la taille du plateau que j'ai choisi, que j'ai doublé et auquel j'ai rajouter une petite longueur de chaque côté.
 
G
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
196
Pour choisir la longueur des axes c'est pas la bonne méthode :
Ton axe Z fera environ 100mm de large si tu te débrouille bien, donc pour avoir une course de 150mm il suffit d'avoir une longueur de rail de 100+150=250, 260 avec la marge de 10mm par besoin de beaucoup plus.
Si tu prend ta méthode tu vas prendre 2x la largeur de ton plateau qui doit correspondre à la course soit 2x150=300 plus la marge.
Et voila comment gagner 50mm de rail et augmenter la rigidité.

Pour l'épaisseur des plaques si tu peux mettre du 20 ça serait pas mal (voir 25 au niveau des points de fixation des rails), 15 c'est limite à mon avis. Ce qui compte aussi beaucoup c'est l'assemblage et les renforts.
 
Dernière édition:
sebastian
sebastian
Compagnon
3 Mar 2010
2 647
92
Bonjour,
sympa ce "petit" projet !
C'est une bonne idée ce caisson, qui crée une "boite de torsion" qui renforce bien la structure :wink:
celà dit, il faudra que tu prévois des aérations et un ventilo annexe (et les pap sortirons du caisson).
Si tu prends du bon CP multi-plis de qualité (bouleau dense, voir bakélisé) de 16 avec des renforts collés-vissés + tourillons (ou même inserts filetés), la structure ne devrais pas bouger.
Des renforts pour doubler au niveau de la fixation des axes de guidage… (d'ailleurs, tu compte les fixer comment ?
si tu penses les tarauder pour les visser… cet acier rectifié et trempé… c'est pas gagné sans un bon équipement :mrgreen:
Le bon équerrage des coupes sera primordial pour un assemblage ajusté.
Pour ton Z, c'est un axe à ne pas négliger, comme les autres (surtout en rails non supportés…) donc du 20 en X et Y et du 16 pour le Z serait un bon compromis vu la faible course et portée de l'ensemble.
Pour du CI, ça devrait être bien suffisant.
Voilà mon avis.
 
L
L2o
Apprenti
3 Août 2016
172
Pour ton axe X (le plateau), ça ne serait pas plus simple et rigide de mettre 2 axes supportés ? Même avec du diamètre 12 qui coute 30€ la paire pour 300mm, ton axe gagnera en rigidité. Pareil pour ton Y en utilisant une planche verticale sur laquelle tu fixes 2 rails.
 
sebastian
sebastian
Compagnon
3 Mar 2010
2 647
92
Bonjour,
L2o, tu as tout à fait raison !
je n'ai pas osé le dire, vu qu'il a un tout petit budget, mais des rails sbr (supportés) seraient un vrai + pour son projet ; la marge de prix n'est vraiment pas énorme
Celà dit, les portées et courses sont faibles ; le risque de flambage est bien réduit.
 
V
Varaldur
Nouveau
2 Juil 2018
16
  • Auteur de la discussion
  • #23
merci de vos réponse je vais revoir tous ça.
Pour les moteurs, oui il dépasse du caisson, c'est pour cela que j'ai placer un double fond au niveau de ceux ci.
 
V
Varaldur
Nouveau
2 Juil 2018
16
  • Auteur de la discussion
  • #24
Il y a t'il un moyen pour éviter que la poussières se mettent dans les guidages linéaire qu'ils soit supporté ou non?
 
sebastian
sebastian
Compagnon
3 Mar 2010
2 647
92
Des soufflets bien étudiés, un tapis avec système d'enroulement, une aspiration efficace…
quoi qu'il en soit, 0 poussière sur les guidages, surtout dans du bois… est impossible à obtenir :mrgreen:
 
G
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
196
Pour éviter les poussières sur du rail non supporté c'est assez facile : tu mets des joints racleurs de chaque cotés des douilles à bille.
Pour les rails prismatique le plus souvent il y en a sur les chariot, pour le rail supporté rond c'est plus compliqué par contre : il faut mettre des soufflets.
 
H
Hubert86
Compagnon
29 Nov 2017
565
Evite de placer les éléments électroniques avec ta machine, déporte, les soudures et l’électronique en générale n'aime pas les vibrations et sur une cnc même très très rigide tu en auras même si tu les perçois pas. Dans quelques temps tu auras des pannes inexpliquées, difficile a diagnostiquer. Donc le minimum d' électronique, sur la machine, quand je dis le minimum ça se limite aux différents capteur, le reste des câbles adaptés, si nécessaire blindés vers un coffret, une armoire, mais en aucun cas lié physiquement à la machine.
 
Haut