Poutre alu 100x100x8 VS Profilé alu 60x120

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Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
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  • #1
Bonjour à tous les pros et le moins pros. :-D
Comme indiqué dans ma presentation, actuellement j'étudie la possibilité de me fabriquer ma CNC. Jusque là rien d'étonnant me direz vous. Et par ailleur j'en apprend beaucoup ici, c'est genial.

Pour mon tout premier sujet je voudrai des avis sur certain materiaux.
Dans l'éventualité d'usiner du bois et des metaux tendres, alu, laiton... je reflechissais a la structure de la cnc en aluminium de facon a concevoir quelque chose d'assez rigide pour une surface de travail de 1000 x 600 et donc en gros une structure d'environ 1300 x 900. Avec une broche avoisinant les 5 kilos env (que je possede déjà). Elle serait en portique mobile assez bas mais avec une hauteur faite sur l'axe Y. Je ne retrouve plus le modèle dont je souhaite m'inspirer mais en gros, un axe X au plus bas par rapport aux guides Y et la hauteur serait faite sous les axes Y, comme si vous posiez les guides sur la tranche des bastaings... Je sais pas si c'est bien clair...? (Je vous rassure, pas de bois dans la conception, c'est juste pour imager).

J'ai vu que l'on obtenai de bons resultats avec des profilés alu, je me penchais sur des profilés en 60x120 pour le principal du chassis, le prix s'en suit bien evidement. Cependant j'ai l'opportunité d'avoir acces a des poutres en alu de 100x100x8ep et ce a un coût assez raisonnable contrairement aux profilés.

Ma question est donc de savoir si je peux espérer obtenir une rigidité aproximativement equivalente voir supperieur avec les poutres 100x100x8, sachant que les poutres sont entirement creuses et pas renforcées commes les profilés mais bien que 8mm d'épais quand même, que l'assemblage des ces dernieres se ferait par boulonage, vissage taraudage (dans 8mm???) ou avec des équerres.

En l'attente de vos lumières, je vous souhaites bon copeaux. :wink:
 
S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120
Bonjour,
Il faudrait être plus précis sur la forme des profilés : cornière ? forme en U ? tube carré/rectangulaire ?
En effet c'est la forme qui détermine davantage la tenue au fléchissement ou à la torsion
Stan
 
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S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120
Pour les poutres 100x100x8, c'est du carré creux (non renforcé), 8mm étant l'epaisseur des paroies.
Ca s'appelle du tube carré.
D'une façon générale dans les calculs de résistance des matériaux le paramètre déterminant c'est ce que l'on appelle le "moment d'inertie quadratique" Si tu trouves ce paramètre ( il s'exprime en cm^4) tu sauras quel est le profilé le plus performant mais en général il faut faire les comparaisons à poids linéique équivalent.
Souvent les gens préfèrent le profilé rainuré pour la souplesse qu'il offre au niveau fixations dessus et au contraire délaisseraient le tube à cause de sa sonorité.
 
Dernière édition:
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #5
Ouille... ca va être compliqué de de faire la comparaison alors, car pas certain de pouvoir avoir le poids linéique du tube carré. Il est clair que les profilés rainurés offrent une plus grande flexibilité d'assemblage. Quand au bruit des tubes... j'imagine bien le truc... :smt021
J'ai toute fois lu que certains remplissaient les tubes avec de la mousse expensive afin d'en reduir les vibrations.

Sans quoi, tarauder dans du 8mm me semble raisonable jusque M8 qu'en penses tu?
 
Jex
Jex
Apprenti
6 Mai 2017
79
Sclayn
Slt Juluan, pas de souci pour tarauder en M8 dans du 8mm... il te faut au moins trois à quatre filets pour que ton taraudage soit assez résistant... comme le pas du M8 est de 1,25mm tu auras 6 filets complets... tu peux même tarauder M10 sans souci...

Bien a toi...

Jex
 
S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120
Le poids linéique du tube carré 100 x 100 x 8 est on ne peut plus facile à calculer c'est grosso-modo le poids d'une plaque de 400 x 8 mm soit 3200 mm² x 1000 = 3 200 000 mm3 ou 3,2 litres x 2,8 = ~9 kg/m
Attention au taraudage dans un tel tube car il faut savoir de quel alliage il s'agit. Si cet alliage est comme souvent en menuiserie métallique du 6060 alors il ne faudra pas tabler sur des fixations très sollicitées et à mon avis ne pas dépasser du 6 mm comme vis.
 
M
MCrevot
Ouvrier
1 Jan 2016
470
Et pour completer ce que dit Stan, tu trouveras le moment d'inertie des profilés Motedis sur le site du même nom.
Michel
 
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #9
Le poids linéique du tube carré 100 x 100 x 8 est on ne peut plus facile à calculer c'est grosso-modo le poids d'une plaque de 400 x 8 mm soit 3200 mm² x 1000 = 3 200 000 mm3 ou 3,2 litres x 2,8 = ~9 kg/m
Attention au taraudage dans un tel tube car il faut savoir de quel alliage il s'agit. Si cet alliage est comme souvent en menuiserie métallique du 6060 alors il ne faudra pas tabler sur des fixations très sollicitées et à mon avis ne pas dépasser du 6 mm comme vis.
Ha ok, merci pour l'aide sur le poids linéique. Je vais essayer de calculer ça. Je vais regarder sur google ce que je trouve comme formule.

Quand a l'alliage... Tres bonne question, je n'avais pas pris ce facteur en compte. Au pire des cas je boulonerai en traversant. Mais la rigidité n'est elle pas aussi dependante du type d'alliage, qui, sans ce facteur ne donnerait pas une comparaison juste des deux produits?

Et pour completer ce que dit Stan, tu trouveras le moment d'inertie des profilés Motedis sur le site du même nom.
Michel
Merci pour l'info.



Comprenez toute fois que si je me tourne aussi vers la possibilité d'utiliser ces tubes de 100/100/8 c'est principalement d'un point de vu financier et oportuniste. On'me les proposes 3x moins cher que les profilés motedis qui chiffrent vite... :wink:
 
Dernière édition:
S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120
Comprenez toute fois que si je me tourne aussi vers la possibilité d'utiliser ces tubes de 100/100/8 c'est principalement d'un point de vu financier et oportuniste. On'me les proposes 3x moins cher que les profilés motedis qui chiffrent vite.
Pour moi c'est une raison suffisante pour les utiliser.
Niveau nature de l'alliage, les profilés rainurés doivent être faits avec un alliage du même genre que tes tubes.
Exactement il est envisageable de mettre au moins assez souvent un écrou à l'intérieur d'un tube de cette section.
Mais le choix de l'architecture pourra éventuellement compenser avec les tubes une plus faible rigidité intrinsèque.
Tout est une affaire de COMPROMIS.
Stan
 
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #11
Mais vous êtes fous? Hooo oui! MDR... :lol:
Vous voulez me faire faire une attaque ou quoi?
Je suis tombé la dessus: https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Moment_quadratique
J'ai commencé à avoir de palpitations... MDR

Des calculs avec des ouies de violons... MDR
Ca me depasse un peu là. :roll:
(Un peu beaucoup en faite)
:lol:
 
S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120
Mais non ! ne t'emballes pas. Il suffit d'un peu d'attention et si tu regardes les cas pratiques tu te rends compte que seules comptes les dimensions. Il faut voir les formules qui expriment les Ix et Iy qui dans le cas d'un carré sont égales.
Mais tu peux faire comme les copains à savoir ignorer les calculs de résistance des matériaux et avoir une approche pragmatique du genre augmenter les pièces de renfort surtout aux endroits névralgiques et favoriser un portique fixe dans ton concept. Plus tu voudras sortir des sentiers battus et plus tu devras anticiper les ennuis. En faisant comme d'autres qui ont déjà montré que leur cnc tient la route, moins tu risqueras de te planter.
Stan
 
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #13
Mais tu peux faire comme les copains à savoir ignorer les calculs de résistance des matériaux et avoir une approche pragmatique du genre augmenter les pièces de renfort surtout aux endroits névralgiques et favoriser un portique fixe dans ton concept. Plus tu voudras sortir des sentiers battus et plus tu devras anticiper les ennuis. En faisant comme d'autres qui ont déjà montré que leur cnc tient la route, moins tu risqueras de te planter.
Stan
Le hic, c'est que je n'ai pas l'espace pour m'orienter vers un portique fixe, en vue d'avoir une surface de travail de 1000x600.
 
S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120
Il nous faudrait un petit dessin pour visualiser alors ce que tu as en tête. Attention il faut faire dans le lourd pour usiner de l'alu et du laiton mais même aussi pour du bois dans de bonnes conditions surtout si tu as une broche de 5 kg.
Stan
 
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #15
Il nous faudrait un petit dessin pour visualiser alors ce que tu as en tête. Attention il faut faire dans le lourd pour usiner de l'alu et du laiton mais même aussi pour du bois dans de bonnes conditions surtout si tu as une broche de 5 kg.
Stan
Ce soir je vous ferais un croquis et posterai une photo de celle dont je voudrai m'inspirer. Ce ne sera pas un vrai plan, tant que je n'ai pas exactement defini les materiaux que je vais employer.
 
S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120
Il faut aussi nous dire de quoi tu disposes pour usiner/construire ce type de machine
Stan
 
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
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  • #17
Ok, alors voila de quoi je dispose.

De temps (loin de moi l'idée de la vouloir pour demain).
De patience.
Toutes sorte de petits outils à main traditionnels, tournes vis, Limes, clés, Forets, tarauds, serres joints, Grand dormants métal, etc...
Perceuse à colonne (bas de gamme, y a du jeu).
Visseuse perceuse sans fil.
Scie à ongle électrique (chez mon Padre) coupe alu mais profondeur max pas certaine (80 je crois).
Scie a ruban bois (commande d'un ruban métal envisageable)
Tronçonneuse a disque portative.
Scie à format carbure avec chariot.
Un Gravographe (porte outil modifié pour accueillir tous diamètres de fraises)
- Donc possible d'usiner quelques bricoles manuellement avec la table croisée XYZ. (Métaux tendre exclusivement)
Dremel pour l'usinage TRÈS manuel de l'alu.
Défonceuse portative...
Quasi tout pour le bois et certains passent dans l'alu.
J'ai aussi: Équerres de menuisier, équerre de mécanicien, pointe a tracer, trusquin, pointeaux, réglets, jauge de profondeur, pied a coulisse, comparateur, et d'autres outils de genre mesure, ou traçage...

(un ami mécano auto a de quoi souder l'alu, donc si besoin?)

Après je n'ai pas tout en tête...

Voici les seules photos de celle qui m'inspire:

IMG_7258.JPG

IMG_7275.JPG


Et un croquis vite fais de ce que j'envisage :

P_20170512_193732.jpg

Sur le croquis je n'ai pas mis les liaisons d'assemblages, je n'ai pas non plus fait l'axe Z ni complétement l'axe X, les photos illustrent bien le type que j'envisage. Et oui, parce que j'ai un tout petit atelier, je n'ai pas d'autre solution que de faire reposer une partie du châssis sur mon établi qui est très rigide et très lourd GARANTI.
 
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Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #18
Il nous faudrait un petit dessin pour visualiser alors ce que tu as en tête. Attention il faut faire dans le lourd pour usiner de l'alu et du laiton mais même aussi pour du bois dans de bonnes conditions surtout si tu as une broche de 5 kg.
Stan
Je me suis un peu enflammé avec le poids de la broche. Je l'ai pesée, elle fait 3k200g.
 
S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120
Bonjour,
Oui c'est très bien avec ce dessin on voit de quoi tu parles.
Dommage pour la place restreinte dans ton atelier.
A mon avis la poutre de la cnc en photo est entièrement à repenser. En adoptant une architecture en caniveau je ne peux que t'y encourager. Toutefois perso je ferais un châssis complet sans m'occuper de sur quoi il va reposer. Le grand avantage de la structure en caniveau c'est qu'elle se suffit à elle-même. On la fait reposer sur n'importe quoi car sa rigidité intrinsèque n'en souffrira pas. Nul besoin que son support lui soit intégrée si son poids est suffisant Remplir presque entièrement les deux tubes de béton par exemple ou y placer des pièces de ferraille. Dans cette optique je mettrais des traverses en nombre suffisant sous les deux longerons en tube et la partie qui reposera sur l'établi sera munie de deux pieds réglables judicieusement placés.
Si financièrement tu peux réaliser les traverses dans une section de profilé un peu plus grande ce ne sera que mieux car leur rôle est capital tout comme leur fixation aux longerons. Toute la cohésion du châssis dépendra de ces liaisons.
Pour l'empilage de deux tubes de 100 je ne sais pas ce que tu comptes faire je te suggère de le renforcer en mettant de la colle époxy deux composants ARALDITE entre les deux. Une préparation très soignée s'impose comme d'habitude.
Stan
 
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #20
Bonjour,
A mon avis la poutre de la cnc en photo est entièrement à repenser.
Stan
Tu veux parler de la poutre d'axe X?

Bonjour,
Le grand avantage de la structure en caniveau c'est qu'elle se suffit à elle-même. On la fait reposer sur n'importe quoi car sa rigidité intrinsèque n'en souffrira pas. Nul besoin que son support lui soit intégrée si son poids est suffisant Remplir presque entièrement les deux tubes de béton par exemple ou y placer des pièces de ferraille. Dans cette optique je mettrais des traverses en nombre suffisant sous les deux longerons en tube et la partie qui reposera sur l'établi sera munie de deux pieds réglables judicieusement placés.
Stan
Dans les pieds, couler du béton? C'est pas bête ça, mais comme je comptais tamponner les pieds dans le sol, est ce quand même nécessaire de les alourdir avec du béton?

Bonjour,
Si financièrement tu peux réaliser les traverses dans une section de profilé un peu plus grande ce ne sera que mieux car leur rôle est capital tout comme leur fixation aux longerons. Toute la cohésion du châssis dépendra de ces liaisons.
Stan
J'ai du mal a saisir la subtilités de les faire un peu plus grand? Si ce n'est peut être pour y ajouter des équerres comme ceci? :
(Pour info, je compte boulonner les traverses par dessous, directement taraudés dans le tube de 100)




Image1.png





Bonjour,
Pour l'empilage de deux tubes de 100 je ne sais pas ce que tu comptes faire je te suggère de le renforcer en mettant de la colle époxy deux composants ARALDITE entre les deux. Une préparation très soignée s'impose comme d'habitude.
Stan
Pour l'empilage, j'ai lu ici que certain avait renforcé leurs assemblage avec ce type de résine.
Mais je suis pas encore tout a fait certain d'en empiler deux sur les longerons (bien que ce serai l'idéal pour la rigidité) car j'envisageai peut être de fixer un morceau de tube de 100 entre les paliers a roulement linéaire, et la poutre du portique, en guise de semelle de raccordement. Et j'ai peur que le caniveau finisse par être trop profond. Car en calcul vite fait ce la nous ferait.
2 X TUBE 100mm = 200
200 + SBR20 50mm = 250
250 + TUBE 100mm = 350
350 - MEDIUM 22mm = 328

Soit un passage sous portique de 328mm de haut.
J'ai peur que de ce fait je perde en rigidité lors de la descente de broche.

Ou alors, en poutre X j’étudie un truc comme ça:

Image2.png


Ça redescendrait un peut, si je peux appeler ça, le centre de gravité par rapport à l'effort que Z peut avoir sur X en broche basse.
 
S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120

Bonjour,
A mon avis la poutre de la cnc en photo est entièrement à repenser.
Stan
Tu veux parler de la poutre d'axe X? OUI

La seule chose de bien sur cette poutre c'est la façon dont elle s'attache aux patins du guidage en Y. Alors moi je m'en inspirerais.
Si tu veux usiner du métal sois assuré que ta machine ne sera jamais trop rigide ni trop massive.
Stan


 
Dernière édition:
S
stanloc
Compagnon
29 Oct 2012
5 120
Relis ce que j'ai écrit. Les pieds je les ignore car une structure en caniveau justement se suffit à elle-même. Sa seule faiblesse c'est sa résistance en torsion mais comme il n'y a aucune action dans ce sens seule son inertie doit s'opposer aux vibrations. C'est dans les longerons que je place du poids.
Il faut que tu sois bien convaincu que toute la tenue d'une structure en caniveau tient à la cohésion entre les traverses et les longerons. C'est là que doit porter ton attention et tes efforts. Tu n'en feras jamais de trop.
Stan
 
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #23
Relis ce que j'ai écrit. Les pieds je les ignore car une structure en caniveau justement se suffit à elle-même. Sa seule faiblesse c'est sa résistance en torsion mais comme il n'y a aucune action dans ce sens seule son inertie doit s'opposer aux vibrations. C'est dans les longerons que je place du poids.
Il faut que tu sois bien convaincu que toute la tenue d'une structure en caniveau tient à la cohésion entre les traverses et les longerons. C'est là que doit porter ton attention et tes efforts. Tu n'en feras jamais de trop.
Stan
Okay, ca marche.
Désolé je n'avais pas compris comme ça.
:wink:
 
E
el patenteux
Compagnon
6 Août 2016
829
Est-ce moi ou les rails sur la poutre sont dans le vide seulement soutenus vis a vis des vis de fixation.
Ca vaut la peine d'avoir des rails supporter pour les installer.......non-supporter.:roll:
 
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #25
Est-ce moi ou les rails sur la poutre sont dans le vide seulement soutenus vis a vis des vis de fixation.
Ca vaut la peine d'avoir des rails supporter pour les installer.......non-supporter.:roll:
Sur la photo de la cnc?
Oui, on dirait bien. Disons qu'il y a au moins un profilé a la vertical derriere les rails au niveau de chaque vis de fixation. Mais effectivement c'est pas le mieux que l'on puisse envisager.
 
J
Jmr06
Compagnon
14 Fev 2017
1 886
Cannes
Bonjour.
Pour info, la formule pour le calcul de l'inertie d'un tube carré à parois minces est : Ix = Iy = 2/3 (H.H.H.e) , soit les deux tiers de la hauteur au cube multiplié par l'épaisseur.
Si on ne peut plus considérer les parois comme mince, la formule exacte est Ix = Iy = 1/12 (H4-h4) où H est la hauteur extérieure et h la dimension intérieure (donc h = H-2e) H4 = H multiplié 4 fois (H à la puissance 4)

Personnellement, je choisirai le tube carré plutôt que le profilé.

Sur la photo de la CNC "qui t'inspire", quelques remarques complémentaire à celles déjà faites :
- Il me semble que la broche ne peut pas descendre au niveau de la table. Est-ce voulu ? Pourquoi ?
- dans l'autre sens, vers le haut, lorsque la broche est au plus haut, la fraise est au dessus du bas de la poutre : on ne peut donc plus passer au dessus de la pièce en cours d'usinage. Utilité ?
- Les vis à billes semblent avoir un grand pas. Est-ce pour avoir une grande vitesse ? Cherches tu toi aussi à avoir de grande vitesse ?
- Les montants du caniveau me semble hauts et étroits, réalisés par un empilage de bois. Est-ce réellement rigides ? En tous cas, si tu empiles 2 tubes de 100 ep.8 correctement fixé sur les traverses, cela sera bien plus rigide.
- il me semble que les moteurs sont très dimensionnés alors que l'impression générale n'est pas d'une grande rigidité ( fixation bizarre des SBR, montage bois, ...).
Je ne sait pas ce qu'en pense les autres, mais cela ne m'inspire pas confiance et je serais prudent sur les solutions à copier sur cette machine. As-tu des retours sur l'utilisation de la machine, le constructeur en est-il satisfait ?

Cordialement,
Jean-Michel
 
Juluan
Juluan
Apprenti
5 Mai 2017
163
  • Auteur de la discussion
  • #27
Bonjour.
Pour info, la formule pour le calcul de l'inertie d'un tube carré à parois minces est : Ix = Iy = 2/3 (H.H.H.e) , soit les deux tiers de la hauteur au cube multiplié par l'épaisseur.
Si on ne peut plus considérer les parois comme mince, la formule exacte est Ix = Iy = 1/12 (H4-h4) où H est la hauteur extérieure et h la dimension intérieure (donc h = H-2e) H4 = H multiplié 4 fois (H à la puissance 4)
Merci pour ta participation, mais pour etre franc avec toi, les formules comme celle ci... heu comment dire.... en faite je pense que tu comprends où je veux en venir... j'ai pas le decodeur en quelque sorte... :-D

Personnellement, je choisirai le tube carré plutôt que le profilé.

Sur la photo de la CNC "qui t'inspire", quelques remarques complémentaire à celles déjà faites :
- Il me semble que la broche ne peut pas descendre au niveau de la table. Est-ce voulu ? Pourquoi ?
- dans l'autre sens, vers le haut, lorsque la broche est au plus haut, la fraise est au dessus du bas de la poutre : on ne peut donc plus passer au dessus de la pièce en cours d'usinage. Utilité ?
Alors effectivement ce sont des choses que j'avais moi même remarqué. Mais j'aurai du preciser que je voulai m'inspirer de l'architecture generale de la cn et pas copier bêtement les longerons en bois et toutes ces les incoherences de hauteur de broches qui vont avec... pour moi de toute facon mon choix est fait et ce sera les tubes alu de 100. Deja pour une question de coût, et ton avis conforte finalement ma decision.

- Les vis à billes semblent avoir un grand pas. Est-ce pour avoir une grande vitesse ? Cherches tu toi aussi à avoir de grande vitesse ?
- il me semble que les moteurs sont très dimensionnés alors que l'impression générale n'est pas d'une grande rigidité ( fixation bizarre des SBR, montage bois, ...).
Je ne sait pas ce qu'en pense les autres, mais cela ne m'inspire pas confiance et je serais prudent sur les solutions à copier sur cette machine. As-tu des retours sur l'utilisation de la machine, le constructeur en est-il satisfait ?

Cordialement,
Jean-Michel
Pour les VAB je suis encore partagé sur le pas mais je me dis qu'un pas de 10 peut plus avantageux qu'un de 5 pour l'usinage du bois.

Mais pour preciser mon projet, a aucun moment je n'envisageais d'avoir ne serait ce qu'une petite partie de ma cn en bois.
 
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