Projet Fraiseuse Alu CNC

[Volt]

Bonjour à tous,

Tout nouveau sur ce forum, j'ai pour projet de construire une CNC.
Après avoirs pris beaucoup de temps pour parcourir le forum de long en large, j'ai cependant encore plein de petites questions !
Toutes mes interrogations sont du côté mécanique.

Mon cahier des charges :
Course X : 300mm
Course Y : 200mm
Course Z : 200mm

Matière Usinée : Aluminium
Pas de vitesse requise !

Pour les guidages, je pense utilisé pour tous les guidages des rails supporté diamètre 16mm avec douille à billes.
Pour les vis à billes, diamètre 16mm, pas de 5mm

Je dispose de :
Profilés d'aluminium et Fer de 80*40 de 1 à 3,2mm d'épaisseur à volonté
De deux moteurs triphasés : Un 7.5KW qui tourne à 2875tr/mn et un 180W qui tourne à 880tr/mn, puis-je en avoir l'utilité pour une broche ?
Solidworks 2011 pour dessiné ma machine en 3D :

J'aimerais donc savoir quel moteur pas à pas utilisé ? Surtout le couple en fait.

Quels sont les efforts d'usinages pour fraiser de l'aluminium ?

Y'a t-il d'autres points importants sur lesquels je dois me baser ?

N'hésitez pas à critiquer, à me proposer des idées et autres

Merci d'avance pour votre participation

Cordialement,

Volt

 

[J-Max]

Bonjour,

Je vais te donner les conseils qu'un vieux mécanicien talentueux m'a donné, et qui m'ont permis d'y voir clair.
D'abord, choisir le guidage maintenant n'a aucun sens, même si je pense que du supporté de 16mm
risque d'être un peu léger pour usiner correctement du métal.

Le vrai conseil est là :
Pose ton cahier des charges.

1. Part d'abord de ta matière et de l'usinage commun que la machine doit réaliser.
   (exemple : usiner de la tôle d'alu de telle dimension jusqu'à 10mm d'épaisseur, sans grande précision
   ou : faire des pièces mécaniques complexes de format et de matière variés) Les besoins sont très différents,
   et la machine 100% polyvalente n'existe pas. Une machine correspond à un ensemble de besoins ciblés.
2. Tout cela va déterminer l'outillage et la manière de s'en servir.
   Donc aussi la broche, et les efforts qu'elle devra fournir ou soutenir.
3. Ensuite tu remonte tous les composants de manière à maîtriser ces contraintes.
   Par exemple, si je dois usiner une pièce d'acier de 200mm à 0mm, il faudra prévoir un guidage
   capable de répondre aux contraintes sur cette distance, avec la précision requise sur le trajet.
   Dans le même ordre d'idée, les matériaux seront choisis de manière à supporter également les contraintes.
   Rien se sert de poser des rails de compétition sur une structure qui va se déformer sous l'effort.
   Il est peu utile également de construire très largement au delà des contraintes que la machine devra supporter.
   Il faut faire les justes choix, ni trop, ni trop peu.
4. Il en sera de même pour le choix des moteurs, et de la transmission qui devront déplacer les éléments mobiles,
   avec efficacité et surtout à la vitesse que l'usinager réclamera.
   Là aussi, inutile de vouloir que la machine se déplace à 60m.mn si les outils et la matière
   commanderont une vitesse d'avance maximum de 4m.mn...
5. Et ainsi de suite jusqu'au support de la machine.

Soit une CNC est un passe-temps au même titre que le modélisme ou le canevas :
ce qui est amusant est de bricoler la machine elle même.
Une fois que l'avion est terminé, on aime le faire voler, mais on a surtout envie d'en fabriquer un autre.
Dans ce cas, toutes les expérimentations sont permises.

Soit une CNC est avant tout un outil qui doit fonctionner et sur lequel on peut compter pour produire,
au même titre qu'une clef anglaise ou une perceuse. Alors la logique est toute autre.
Il faut réaliser une étude correcte (meilleure sera l'étude, meilleure sera la machine)
et concevoir une machine correspondant aux besoins d'usinage.
Bien entendu, il faudra raisonner en terme d'efficacité et mettre les moyens en face : techniques et financiers.
Si, comme moi, tu as peu de budget, alors il faudra être patient, opportuniste et garder le cap,
mais ne jamais revoir tes prétentions à la baisse. L'important est le résultat, il faut le garder en tête.

Tu vois, il n'y a pas de secret et c'est maintenant qu'il faut déterminer tes choix

++JM

Il est possible de te guider dans tes choix.
Cependant, il faut comprendre que construire une machine,
c'est avant tout comprendre l'usinage, puis la machine elle même.

Il est important de savoir dès le départ dans quelle démarche tu te situes, hobby, semi-pro, pro...
Si le plus amusant pour toi est de construire une machine ou de l'exploiter.
Savoir +- dans quel budget on parle, et aussi si tu privilégie la qualité ou si le budget prime.

Ensuite il faut déterminer quels seront les efforts d'usinage très en amont.
Certes une CNC ne se contente pas d'un seul outil ni d'un seul mode d'usinage,
mais il est nécessaire de déterminer un usage principal (ce que la machine fera le plus souvent)
et un usage maximum au delà duquel la machine ne sera plus adaptée.

Je pense que c'est une erreur de considérer une CNC comme une perceuse à tout faire.
On adapte l'appui et la vitesse en fonction de ce que l'on va percer.
D'abord parce qu'un outil de coupe se révélera peu efficace et peu durable si mal utilisé,
et cela avec un impact direct sur ton porte-monnaie.
Ensuite parce que la bonne compréhension de l'outil de coupe et de ce qu'est un usinage,
offrira un début de garantie de réussir ta machine.
Mon conseil est de creuser la question et d'aller voir les préconisations d'utilisation
des outils de coupe sur le site des fabricants sérieux. Ce ne sera pas du temps de perdu, bien au contraire.

La meilleure preuve en est que tu demande un conseil au niveau du couple des moteurs.
Il est important que tu comprennes par toi même pourquoi tel composant sera mal adaptée à ton usage.
Si tu comprends l'outil de coupe, alors tu comprends quelles sont les meilleures broches pour ton usage,
et tu comprends enfin, ce qu'il faut mettre autour de la broche pour que tout fonctionne.
C'est ce que j'ai expliqué dans ma citation précédente, mais dit autrement.

Pour mener à bien ton projet, une liste de courses adaptée et de la bonne volonté ne suffira pas.
Il faudra un minimum de connaissances techniques sur l'usinage en général, sur les composants,
sur les structures, etc. Et ces connaissances, il faudra les acquérir par toi même, te les expliquer ne servira pas à grand chose.
Tout celà, malgré ton envie de débuter rapidement.

Si tu as envie d'aller vite, vas voir les modèles du commerce.
Un CNC chinoise te permettra de taquiner le métal (hors de toute logique de production ou de haute précision),
assez rapidement (juste attendre la livraison) et à moindre frais.

Si ton projet est réellement de construire une CNC capable de taquiner l'alu avec une précision correcte, alors il faudra :
- une bonne connaissance de l'usinage et des contraintes
- une bonne connaissance des composants
- une étude sérieuse
- de l'outillage de précision pour la construire
- des outils de mesure de haute précision pour la construire et la régler
- du temps
- de l'argent

Par ailleurs, il est d'usage d'aller se présenter dans la section appropriée sur un forum.
Question de convivialité et de respect

++JM

 

[moissan]

il n'y a pas de bonne boule de cristal pour predire le couple des moteur qu'il faut ... sa depend tellement de ce que l'on veut faire

je vois principalement 2 solution

1) on a l'intension de faire beaucoup de machine et on a un gros budget : mettre des moteur largement trop gros en prise directe sur les vis , au moins on est sur que ça marche du premier coup , et ça permet ensuite de mesurer combien il faut reelement pour mettre des moteur juste bien choisi et recuperer les moteurs trop gros pour une autre machine

2) budget minimum : mettre des petit moteur avec reduction a courroie cranté ... si le couple est trop faible il suffit de changer une poulie pour faire un rapport de reduction plus grand ... ça peut fire une machine dont les mouvement rapide seront assez lent mais qui marchera bien en usinage

ne pas forcement prendre modele sur les machine chinoise dont plusieurs utilisateur se plaignent

 

[stanloc]

Bobsoir,
On peut AUSSI faire en premier toute la mécanique et ENSUITE mesurer les couples requis pour atteindre les performances souhaitées. Ce sujet a été très souvenr évoqué et des méthodes proposées.
Stan

 

[Volt]

Merci à tous pour vos réponses très sérieuses et très intéressantes !

J'aimerais fabriquer une fraiseuse CNC dans le but de fraiser uniquement de l'aluminium, des pièces diverses pas trop compliqués pour commencer.
J'ai étudié l'année dernière les différentes méthodes d'usinage en première année d'école d'ingénieur. C'était assez généraliste, mais je crois que je pourrais retrouver des formules intéressantes.
Il faut que je me replonge là dedans ...

A rajouter au cahier des charges :
Uniquement des opérations de fraisage et de perçage
Une précision d'environ 0.01mm
Pouvoir tailler au maximum un cube de 300mm*200mm*200mm

Un budget d'environ 1000€ sans la broche, vous en pensez quoi ?

 

[Volt]

Je n'arrive pas à retrouver les formules où la matière usinée intervient pour calculer les vitesses de coupes et de broches ...

Quelqu'un peut-il m'aider ?

Cordialement, Volt

 

[J-Max]

Bonjour,

Recherche "Abaque de fraisage" sur Google.
Si l'aluminium est moins dur que d'autres matériaux,
il ne faut pas croire pour autant que ce soit aussi facile que d'usiner du MDF.

Par ailleurs, pour usiner un volume de 200mm de haut, il faut une course de 400mm.
Et oui, l'outil ne commence pas à travailler au milieu de la matière.
C'est aussi pour cela que je parlais de creuser la question de ce qu'implique l'usinage.

En ce moment, il y a beaucoup de gens qui veulent usiner de l'alu avec une machine dans un budget de 1000€.
Mon avis est qu'il est très difficile de réaliser une machine correcte pour usiner l'aluminium dans ce budget.
En effet, à moins de pouvoir récupérer gratuitement ou à bon prix beaucoup de matières et/ou composants,
ça le parait compromis. Rien que le prix des guidages et transmission corrects peuvent entamer le budget de plus de 50%.
Il reste alors bien peu pour la structure, les moteurs et l'électronique...

A 1000€, le moins cher est de la CNC chinoise 3040, qui va grattouiller de l'alu et grignoter des outils.
Ensuite tu as les Kits Tron+ et Holzfraese, un peu plus performants.
Mais aucune de ces trois solutions te permettra de prendre 400mm en Z.
Aucune non plus offrira une précision au centième.
D'ailleurs peu de CNC amateur peuvent le faire et elles n'ont pas coûté 1000€.
En admettant que tu puisse travailler ta structure avec suffisamment de précision,
rien que les outils de métrologie vaudront plus de 35% du prix de ta machine.

L'axe Z est le plus sensible, donc le plus cher dans une machine.
En effet, il va encaisser sur une petite surface d'appui, beaucoup de contraintes.
Donc il faudra beaucoup de rigidité dans toutes les directions et sur l'ensemble de la course.
En clair des guidages capables de le faire valent à eux seuls plus de 350€.
Ensuite il faut aussi que ce que tu accroches dessus, et ce sur quoi ils sont accrochés,
soit à la hauteur, ce qui aura également un coût. Sans compter la transmission.
Une vis à bille au 100e avec 400mm de course vaut à elle seule bien plus de 400€.

Je ne veux pas jouer les brise-rêves. Il est cependant probable
qu'il faudra revoir soit les prétentions à la baisse, soit le budget à la hausse.
En clair, soit avoir l'outil que tu peux pour ce budget et te contenter de ce qu'il saura faire,
soit tu veux réellement un bon outil pour travailler cette matière et ce volume,
alors il faudra mettre les moyens en face de ces prétentions.

Pour une machine au 10e et cette taille de bloc, je pense que 3000€ serait une base de départ.
Au 100e ça me parait difficilement réalisable à moins de bénéficier d'un atelier de mécanique de précision.
Et bien entendu, ne faire aucun compromis sur les composants, ce qui peut doubler largement la facture.
Par ailleurs, il faut être conscient de ses propres capacités, tout le monde n'est pas un talentueux mécanicien dans l'âme,
et encore moins un ingénieur mécanicien capable de concevoir sans expérience une machine performante.

++JM

 

[assurancetourix]

hello

pour confirmer ce que dit J-max, je suis en train de monter la mienne
avec pour objectif l'usinage d'alu uniquement
bon, en semi pro

rien que la broche va me coûter 1700€ et au global je vais en avoir pour .......6000€
avec des courses de 550x350x160

donc 1000€ .....

vv