Projet CNC bois grand format, évolutive vers laser fibre

[MB Creations]

Bonjour à tous,


Je viens vers vous pour présenter mon projet de nouvelle CNC.
J’ai déjà construit une première machine maison, mais elle s’est révélée trop légère pour mon usage. Cette expérience m’a tout de même permis d’apprendre pas mal de choses et d’acquérir un peu d’expérience dans la construction de CNC.


Cette fois-ci, je veux réaliser une machine ultra robuste et précise, capable d’usiner directement dans de grandes plaques de 2800 × 2070 mm. Je pars donc sur une machine d’environ 3000 × 2200 mm de surface utile.


J’hésite actuellement entre une transmission par courroie et une transmission par vis à billes (Ø25 ou Ø30), au vu des dimensions importantes.
J’envisage également de la réaliser en version verticale, avec une table aspirante pour maintenir les pièces.


Autre idée que j’aimerais explorer : intégrer un deuxième portique équipé d’une scie à panneaux, pour combiner deux outils complémentaires sur la même machine.


Dans un premier temps, je compte usiner uniquement du bois. Mais à terme, quand le budget me le permettra, je voudrais investir dans un laser fibre afin d’élargir les possibilités et pouvoir travailler d’autres matériaux.


Voici une photo d’exemple (trouvée en ligne) qui illustre le type de conception vers lequel je voudrais aller :

https://i.pinimg.com/1200x/fe/9e/27/fe9e27e8e36e97f350cd214ad32ce61b.jpg

Je viens donc solliciter vos avis et vos conseils avisés sur :

• la solution de transmission la plus adaptée pour ces dimensions (courroie ou vis à billes),
• le choix de la structure (profilés alu renforcés ou tubes acier),
• les points particuliers à surveiller sur une CNC verticale de ce gabarit,
• et la faisabilité d’un double portique avec scie à panneaux.

Merci d’avance pour vos retours,

 

[mpvue91]

Bonjour
A mon humble avis, vous en demandez trop !!!!
Une CNC de ce format constitue déjà un sacré challenge
La monter verticale est un second challenge très exigeant
Deux portiques alors là on frise l'over dose
Montez un laser est un tout autre objectif ambitieux
Quant à l'utilisation de vis à billes pour les translations X et Y regardez bien si elles existent pour de telles courses et en plus voyez s'il ne vous faudra pas en plus monter de telles vis avec des écrous tournants.
Avez-vous envisagé l'utilisation de crémaillères ?

Il faudrait AUSSI préciser si l'utilisation de cette machine est pour un usage professionnel

 

[Alex31]

J’hésite actuellement entre une transmission par courroie et une transmission par vis à billes (Ø25 ou Ø30), au vu des dimensions importantes.

la solution de transmission la plus adaptée pour ces dimensions (courroie ou vis à billes),

ni l'une , ni l'autre

une vis a bille ne peut pas être en plusieurs morceaux, ce qui oblige à commander une exécutions spéciale à la longueur + transport compliqué
les fournisseurs/revendeurs nationaux peuvent répondre en contrepartie de beaucoup d'Euros

sur ces longueur importante, il faudrait partir avec un écrou tournant, sinon, la vitesse d'avance serait fortement réduite pour ne pas générer de vibrations de battement


les courroies sur ces longueurs importante, ont toujours une élasticité résiduelle, mais elles peuvent êtres supportés tout le long
il te faudrait régulièrement contrôler le calibrage en fonction de la tension des courroies


la solution la plus simple et efficace, est la crémaillère
les crémaillères sont faciles à assembler = transports facile
et peu de PB de limitation de vitesse
etc...

 

[sebastian]

Bonjour,
vaste programme, pour ainsi dire très (trop) ambitieux.
Les 3 orientations (cnc / scie-panneau / laser) sont difficilement compatibles… (une découpe laser c'est un autre élément à part entière pour différentes raisons, comme les vitesses à obtenir, le dégagement de fumées qui demande une aspiration / ventilation particulière, surtout pour du bois !
à mon avis, déjà une cnc verticale est un sacré défi, principalement en terme de rigidité (c'est moins facile à aligner que posé sur X pieds…)
et les déplacements, avec de tels angles de travail, engendrent des forces de retiens différents et plus importantes.
Mais faut pas partir négatif juste se rendre compte des contraintes d'un projet de ce type.
J'imagine que c'est pas pour découper (en amateur) quelques pièces de temps en temps, mais certainement une destination pro avec des km de découpes à la clé.
Idéalement, c'est une scie panneau verticale ET une cnc à plat… mais tu dois manquer de place… d'où ces projets…
Tu peux regarder ce que propose les machines mechmate du même gabarit pour te rendre compte des encombrements et du type d'architecture mis en place.
Pour l'entrainement, comme dis plus haut, les crémaillères s'imposent pour les raisons évoquées.
à suivre ce projet atypique

 

[Luo Lan]

Je pense aussi la solution pignon crémaillère préférable.
Mélanger découpe du bois avec de la poussière et laser fibre c'est possible ?
Il y a des exemples qui existent ? Car la moindre poussière qui se place sur une lentille la fait chauffer et la détériore.

 

[MB Creations]

Merci à tous pour vos retours, vous avez tout à fait raison sur plusieurs points.
Je précise un peu mieux mon projet pour clarifier ma démarche.


Mon ancienne CNC, que j’avais fabriquée moi-même, était équipée de crémaillères plastiques. Malheureusement, j’ai eu beaucoup de problèmes de pas et de fiabilité avec ce type de transmission. Cette fois-ci, je veux absolument passer sur de la crémaillère acier de qualité industrielle, afin d’avoir une solution rigide, précise et durable. Je suis donc à la recherche de vos conseils et retours d’expérience pour choisir le modèle de crémaillère le plus adapté (module, fournisseurs, etc.).


Concernant la structure, je ne veux pas repartir sur des profilés alu, car je doute de la rigidité sur de telles longueurs et je n’ai rien trouvé de vraiment satisfaisant dans les profilés renforcés. Mon idée est plutôt de partir sur du tube rectangulaire acier 150×50×5 mm, pour garantir la robustesse. Je reste bien sûr ouvert à d’autres solutions si vous en voyez de plus pertinentes.


Le choix d’une CNC verticale s’impose surtout par manque de place dans mon atelier. C’est une contrainte forte, et c’est ce qui me pousse à explorer ce type d’architecture atypique.


Au départ, mon idée était de faire deux machines séparées (une CNC et une scie à panneaux). Puis, pour gagner de la place et optimiser l’espace, j’ai commencé à réfléchir à un projet combiné avec un second portique équipé d’une scie à panneaux. Je suis conscient que ça complique la conception, mais je garde l’idée en réflexion.


Pour le laser fibre, je sais qu’il y a beaucoup de contraintes (poussières, sécurité, aspiration, etc.). Mon projet est d’abord de faire une CNC dédiée au bois uniquement, et quand le budget me le permettra, d’investir dans un système d’aspiration puissant et adapté, puis éventuellement d’intégrer un laser pour ouvrir le champ des matériaux usinables.


Enfin, je précise que ce projet est prévu pour un usage professionnel, donc avec l’objectif de fiabilité, de rigidité et de précision dans la durée.


Merci encore pour vos retours, vos mises en garde et vos suggestions. Je suis preneur de toutes vos recommandations sur :

• le type de crémaillères acier adaptées à une telle machine (module, fournisseurs, références),
• les solutions structurelles les plus pertinentes pour une CNC verticale de ce gabarit,
• et la faisabilité d’intégrer un second portique avec scie à panneaux.
  
  Cordialement

 

[mpvue91]

De ce que j'ai lu de votre présentation vous êtes menuisier d'agencement.
Questions : de quelles machines outils pour usiner le métal disposez-vous ?
quel est votre niveau de compétence dans l'usinage du métal ?
De quel budget disposez-vous pour réaliser ce projet ?
Petite remarque en passant : deux portiques sur un seul châssis imposent que celui-ci soit d'une longueur en conséquence encore plus long que pour un seul portique
A une disposition verticale rigoureuse je préfèrerais une disposition inclinée
Pour minimiser le poids sur le portique il est préférable selon moi d'assurer la translation des axes X et Z par des vis à billes.
Le moteur de l'axe X est solidaire du portique au niveau d'une de ses jambes et pas solidaire de la partie mobile comprenant l'axe Z


A la réflexion si vous disposez dans votre atelier d'un mur en béton ou en maçonnerie de qualité cette disposition inclinée peur constituer une bonne solution car un des deux longerons du châssis repose presque à même le sol et l'autre longeron peut être accroché solidement au mur
Il est clair que le portique de la scie à panneaux n'a pas besoin d'entrainement mécanisé

C'est jouable à mon avis avec quand même un très bon niveau d'équipements et de connaissances

 

[MB Creations]

Oui, j’ai déjà envisagé la possibilité de fixer la CNC contre un mur, ou de l’incliner légèrement. Cela pourrait effectivement être une bonne solution compte tenu de la place limitée dans certaines zones de l’atelier, tout en gagnant en stabilité si le mur est suffisamment solide. Cela dit, je dispose quand même d’environ 100 m² d’atelier, donc si vraiment nécessaire je peux trouver de la place pour installer la machine à plat.


Concernant le budget, je prévois d’étaler les dépenses dans le temps, en achetant les composants progressivement. Cela me permettra de privilégier des pièces de qualité professionnelle plutôt que de devoir faire des compromis.


Pour la structure, je pars plutôt sur du tube acier rectangulaire 150×50×5 mm, car je ne veux pas utiliser de profilés alu sur de telles longueurs (rigidité insuffisante à mon goût). J’ai déjà eu l’occasion de travailler sur une CNC avec crémaillères plastiques, et je ne souhaite plus reproduire cette erreur. Mon choix s’oriente donc vers des crémaillères acier de module adapté afin d’obtenir une transmission fiable, précise et durable.


Côté motorisation, je regarde du côté des servomoteurs AC 1000 W (3000 rpm, 3,18 Nm, avec réducteurs 5:1), ce qui me semble offrir un bon compromis entre couple, vitesse de déplacement (jusqu’à 20–25 m/min) et précision grâce à l’encodeur. Ce dimensionnement devrait être largement suffisant pour usiner du bois massif dans de bonnes conditions.


Pour le portique scie à panneaux, je pense qu’il ne devrait pas gêner l’usinage CNC en pratique, car on usine rarement un panneau complet d’un seul coup. Ce deuxième portique me permettrait d’optimiser encore davantage la place disponible, qui est le vrai point de départ de mon raisonnement.


Et pour répondre à la remarque sur ma présentation : oui, je suis bien menuisier d’agencement à mon compte, et ce projet est destiné à un usage professionnel.

Cordialement

 

[pascalp]

A titre de référence ou pour info, comme on veut !
buildyourcnc grande taille 120x240 ou 150x300
Les kits ne sont plus disponibles mais les plans peut-être. Les entraînements grande longueur étaient à chaîne et à l'époque ont semblé donner statisfaction.

 

[mpvue91]

Côté motorisation, je regarde du côté des servomoteurs AC 1000 W (3000 rpm, 3,18 Nm, avec réducteurs 5:1), ce qui me semble offrir un bon compromis entre couple, vitesse de déplacement (jusqu’à 20–25 m/min) et précision grâce à l’encodeur. Ce dimensionnement devrait être largement suffisant pour usiner du bois massif dans de bonnes conditions.

Bonjour,
Donc vous savez ce que coutent ces servomoteurs, mais avez-vous bien noté la difficulté à les régler parfaitement ? Il vous en faudra 4 moteurs pour bien faire : 2 pour l'axe Y qui est celui du portique et 1 en X et 1 en Z
Moi je conseille toujours de finir le châssis avant toute considération des moteurs

 

[hazet]

C'est aussi un menuisier pro. Elle n'est pas verticale, mais ça va éclairer ta lanterne

 

[ManuTaden]

uniquement parce que la première photo n'est pas visible dans le post, et pour suivre :

 

[MB Creations]

Bonjour à tous,


Concernant la transmission par chaîne, je suis assez sceptique : j’ai du mal à croire qu’on puisse obtenir une bonne précision avec ce système. Je préfère m’orienter vers une crémaillère acier, qui me paraît plus adaptée et certainement plus précise (à confirmer bien sûr).


Pour la motorisation, oui, c’est vrai que le coût des servos “pique” un peu à l’unité… mais comme on dit, il faut ce qu’il faut. Pour l’instant, je me contente surtout de regarder les options. Je pense qu’il est plus sage de me concentrer d’abord sur la conception et la réalisation du châssis, et je verrai la partie motorisation dans un second temps.


Merci beaucoup pour le partage de la vidéo, c’est très intéressant. Pour ma part, ce sont surtout la deuxième et la troisième vidéo qui vont m’inspirer.


J’ai néanmoins quelques questions concernant le châssis en métal que j’envisage :

• Comment limiter au maximum les déformations lors de l’assemblage/soudure ?
• Pour obtenir une bonne précision, je vais probablement être obligé de surfacer toutes les zones où viendront les rails de guidage, afin qu’elles soient parfaitement planes, comme un banc de machine-outil. Est-ce selon vous la meilleure méthode ?
• Une fois cette étape réalisée, je pourrai ensuite avancer sur le reste de la conception.

Je vais bientôt commencer une modélisation 3D pour mettre tout ça au clair.
(Petite précision : la CNC que j’ai partagée en photo est uniquement un exemple trouvé sur Pinterest ).


Merci encore pour vos retours et vos conseils, chaque info est bonne à prendre !

 

[Boris_25]

Concernant le budget, je prévois d’étaler les dépenses dans le temps, en achetant les composants progressivement. Cela me permettra de privilégier des pièces de qualité professionnelle plutôt que de devoir faire des compromis.

Pour l'avoir pratiqué, ce n'est pas si simple. Car chaque achat, même s'il est bien planifié, va tôt ou tard demander un autre composant, un petit "truc" indispensable pour monter les pièces fraichement réceptionnées. Quelquefois c'est même un jeu de dominos. Il faut alors passer des commandes supplémentaires, avec les frais de port qui vont avec.
Bon courage pour ton projet.

 

[hazet]

Comment limiter au maximum les déformations lors de l’assemblage/soudure ?

En faisant souder la structure par un professionnel.
Ayant l'habitude, il va choisir l'ordre de pointage, l'ordre des cordons et leurs sens pour minimiser la déformation.

Le coût sera largement rattrapé en passant moins de temps et de consommables pour rattraper les grosses déformations.

je vais probablement être obligé de surfacer toutes les zones où viendront les rails de guidage

Regarde les vidéos.

Il commence par mettre en place 2 rails en se servant de clinquant pour les aligner.
Puis se sert de ses 2 rails pour supporter un bête touret a meuler pour surfacer les autres parties de la machine.
La machine s'auto-construit d'une certaine manière

 

[MB Creations]

Pour le budget, mon idée est de procéder par paliers :

• d’abord l’achat de toute la structure pour commencer la fabrication,
• une fois celle-ci définie et modélisée, je passerai à l’étude de la transmission et à l’achat des pièces correspondantes,
• enfin viendront les moteurs et les consommables.

De cette manière, je peux étaler les dépenses dans le temps tout en réservant les achats les plus coûteux pour la fin.


Pour la déformation liée à l’assemblage, j’ai effectivement envisagé la solution de faire appel à un professionnel de la soudure, mais je ne me suis pas encore renseigné plus en détail. C’est clairement un point à étudier sérieusement. J’ai aussi pensé à un assemblage par boulonnage, mais je ne suis pas vraiment convaincu pour l’instant — à voir si c’est viable sur un projet de cette taille.


Concernant la vidéo, je n’ai pas encore pris le temps de regarder la partie 2 et 3. Comme je travaille de nuit, je vais profiter d’un moment calme pour les visionner attentivement.


En tout cas, merci beaucoup de prendre le temps de m’accompagner dans ce projet, vos retours me sont vraiment précieux.

Cordialement

 

[hazet]

Tu va d'abord voir un metallier ou autre pour lui présenter ton projet.
Il te guidera dans le choix des profilés en plus de te les souder.
Un qui a l'habitude de construire des structures mecano-soudé.

Je suis pour l'achat des moteurs et de l'électronique quand toute la structure est finie.
Si les aléas de la vie t'amène a une construction sur 2 ou 3 ans. Il va être difficile de faire marcher une éventuelle garantie ou un paramétrage avec ton vendeur.

 

[MB Creations]

Oui, c’est effectivement une bonne idée d’aller voir un métallier ou un professionnel habitué aux structures mécano-soudées. Cela pourrait m’éviter bien des erreurs, aussi bien dans le choix des profilés que dans l’ordre des soudures pour limiter les déformations. C’est une piste que je vais sérieusement envisager.


Concernant les moteurs et l’électronique, je suis tout à fait d’accord avec vous : je préfère aussi finaliser toute la structure avant d’investir dans la partie motorisation. Comme vous le dites très bien, si le projet s’étale sur plusieurs années, ce serait dommage de perdre la garantie ou de se retrouver avec des composants obsolètes ou mal adaptés.

 

[sebastian]

Pour les crémaillères, tu peux regarder là (fournisseur souvent cité sur le forum)

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www.tridistribution.fr

différents modules, longueurs… sachant qu'elles sont prévues pour être raboutées si besoin de + long.
ça pique un peu niveau tarif… y'a certainement d'autres fournisseurs moins chers ? quid de la qualité (gogol est ton ami pour les recherches)
Quand au choix de modules pignon / crémaillère, + le pas est fin, + tu auras de précision, mais - de vitesse (quoi que… à voir suivant les moteurs choisis)
Pour le chassis, si tu n'as pas les compétences requises… il vaut mieux te rapprocher d'un pro métallier / soudeur ; ça va être le + gros de ton budget ! sans oublier le transport
y'a un sujet ouvert il y a peu par une jeune aidé de son père très compétent d'une grosse bécane là

Thread 'Fraiseuse multifonction, elle doit pouvoir tout faire!'

22 Nov 2024

Bonjour je m’appelle sylvain, j’ai 16 ans et j’ai pour projet de fabriquer une fraiseuse 4 ou 5 axes avec une structure métallique. Je suis actuellement en apprentissage dans l’entreprise de mon père en Auvergne dans le Puy de Dôme.

Mes besoins

Je fabrique cette fraiseuse car j'aimerai pouvoir usiner de grandes surfaces comme par exemple des tables rivières en résine/bois mais aussi pour usiner de l'aluminium du carbone et de l'acier pour d'autres projets personnel.

Le châssis

Le châssis de la fraiseuse est fabriqué a partir de gros tubes épais sur lesquels je viendrai souder des...

• sisinaty
• Réponses: 133
• Forum: Projets de fraiseuse et portique d'usinage CNC

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y'a de quoi largement s'inspirer des méthodes employées, voir le contacter ? mais ça fait quelques temps qu'il est muet sur le forum… c'est dommage car son projet était très ambitieux et bien avancé !

 

[mpvue91]

Quand au choix de modules pignon / crémaillère, + le pas est fin, + tu auras de précision, mais - de vitesse (quoi que… à voir suivant les moteurs choisis)

Ne pas confondre précision et résolution
Le module est choisi surtout en fonction des efforts à transmettre.
Il y a des centaines de projets de CNC dans les archives de ce forum dont quantités concernent des CNC de très grand format DONC les concepteurs ont eu les mêmes problèmes à traiter comme le jeu dans le cas d'une transmission par crémaillère

 

[hazet]

mais ça fait quelques temps qu'il est muet sur le forum

Bah avec Stan qui lui rappelait qu'il ne savait pas souder, normal qu'il en a eut marre.
Sans oublier le pourquoi l'acier est devenu bleu à côté de la soudure ? Qui est juste magique

 

[sebastian]

eh oui hazet, au bout d'un moment, ça saoule ce type de commentaire improductif…
Je ne suis pas le seul, je pense, a vouloir savoir où en est sont projet.
Restons constructifs pour que MB Creations mêne à bien son projet très intéressant ! ça fait un bout de temps que les nouveaux projets se font rare… et c'est bien dommage. On a tous beaucoup appris et mené à bien nos projets grâce aux participants de bonne volonté et perspicaces de notre forum

 

[MB Creations]

Merci pour vos retours
Pour ma part je préfère miser sur la précision au niveau des crémaillères. J’ai déjà regardé un peu ce qui se fait mais, comme dit plus haut, pour l’instant je me concentre surtout sur la structure de la machine.


Je suis allé faire quelques devis pour le métal : j’en ai pour presque 600 € de profilés, je m’oriente vers du 150×150×4 en barres de 6 m. Hier j’ai discuté avec un ami qui touche un peu au métal ; il m’a conseillé de faire attention à la dilatation avec les variations de température (je suis dans le sud, et chez nous les écarts peuvent être importants).


La machine sera en intérieur, donc je suis un peu sceptique sur l’impact réel. Pour ma part je pense que la dilatation sera minime, mais je préfère avoir plusieurs avis là-dessus. Vous en pensez quoi ?


Il m’a aussi suggéré de plutôt prendre un IPN, qui bougerait moins et serait plus rigide.
À vos claviers pour vos avis et retours d’expérience

 

[mpvue91]

Bonjour,
A propos des profilés en acier, il faut savoir qu'il y a plusieurs catégories et l'IPN n'est pas dans la même que les tubes d'acier. Un IPN c'est fait pour réaliser de la charpente et n'a pas le même état de surface que les tubes destinés à la serrurerie.
Etat de surface et rectitude sont les deux points à surveiller.
Pourquoi passer d'un tube rectangulaire à un tube carré ?C'est de la matière en trop pour faire les longerons du châssis. Avez-vous prévu les moyens de manutention ?

 

[MB Creations]

.
Bonjour,
j’ai déjà eu l’occasion de travailler avec de l’IPN pour une mezzanine dans mon atelier, donc je connais un peu l’état de surface et la rectitude qu’on peut attendre de ce type de profilé.
Ma question venait surtout du fait que, même à température ambiante, l’acier subit de la dilatation. On est autour de 0,012 mm/m/°C, donc pour une longueur de 3000 mm et un écart de 20 °C, ça fait environ 0,72 mm. Ce n’est pas énorme, mais je préfère quand même en tenir compte.


Concernant le choix du profil, j’étudie encore les différentes possibilités avant de me lancer, histoire de ne rien négliger.
Pour la manutention, je pars du principe que la tête est mon meilleur outil : mieux vaut réfléchir que forcer inutilement, on me l’a toujours dit . J’ai un palan et des poutres pour m’aider, donc ça devrait aller. Et pour te donner une idée, j’ai déjà monté seul des IPN 160 à 2,5 m de haut sur 3 m de long, donc je ne m’inquiète pas trop de ce côté-là.

 

[hazet]

Et que dire alors des machines réalisés toutes en aluminium

 

[MB Creations]

Je ne me suis pas encore penché sur l’alu, déjà que j’hésite avec le métal classique… alors en alu je me dis qu’il faudrait sans doute doubler les épaisseurs et les sections pour retrouver de la rigidité. Mais tu as raison, je vais quand même regarder de plus près, parce que je peux me tromper. À voir donc, ça mérite d’être étudié.

 

[ManuTaden]

Et que dire alors des machines réalisés toutes en aluminium

Je ne me suis pas encore penché sur l’alu, déjà que j’hésite avec le métal classique… alors en alu je me dis qu’il faudrait sans doute doubler les épaisseurs et les sections pour retrouver de la rigidité. Mais tu as raison, je vais quand même regarder de plus près, parce que je peux me tromper. À voir donc, ça mérite d’être étudié.

ça peut être rigide l'aluminium, la preuve les châssis d'automobiles modernes.
La rigidité n'est pas uniquement liée aux épaisseurs et sections, mais aussi aux formes des profilés.

 

[mpvue91]

Bonjour,
A juger par le MODULE D'YOUNG des deux métaux il apparait que l'acier est beaucoup plus rigide que les alliages d'Alu

 

[hazet]

Mon message était ironique.

Dans le sens que l'aluminium dilate encore plus que l'acier. Et pourtant certains font des machines avec.

Suite des vidéos que j'ai déjà mise. Il se sert de sa machine pour faire sa cuisine.
Les résultats sembles probant