Une de plus !

Une chose en entraînant une autre

Aéromodéliste (les petits avions radio-commandés), je souhaite faire un avion avec comme « moteur » un (des) élastique(s) que l’on remonte et qui entraînent ensuite l’hélice.
Et pour augmenter la quantité d’énergie embarquée il suffit d’emporter plusieurs élastiques et de les réunir par un système d’engrenage

J’en commande donc sur internet avec les roulements à billes. Les dents sont petites, trop près il y a trop de frottements, trop loin cela saute de temps en temps. La marge de réglage est de quelques dixièmes de mm.

Pour les avoir comme je les veux, il faudrait les fabriquer moi-même. Et pour les fabriquer, il faudrait … une fraiseuse CNC !
J’ai plusieurs amis, spécialistes de ces matières. Ils m’ont tous résumé la situation en ces termes :

- Si vous avez besoin d’une CNC et que le but est de produire des pièces, vous achetez une machine toute faite, réglée et garantie.
- Si vous voulez vous lancer dans une construction personnelle, ce ne sera pas moins cher, cela sera beaucoup plus long, et le résultat n’est pas garanti !, C’est un loisir à part entière, qui peut être aussi chronophage et €phage que l’aéromodélisme lui-même.

J’ai un peu de temps libre, vous devinez facilement la solution que j’ai choisie.

Commence alors un long parcours de décisions.
- Machine en aluminium, en bois, en acier …
- Kit, construction complètement personnelle ...
- Rails de guidage cylindriques, plats, cylindriques supportés …
- Entraînement par courroie crantée, par vis trapézoïdale, par vis à bille …
- Logiciel de pilotage, Mach3, PlanetCNC, Galaad …
- Plateau mobile, portique mobile ...

Heureusement, usinage.com est là.
Tous les constructeurs amateurs vous montrent leur machine, ce qui fonctionne bien et ce qu’ils auraient fait autrement.

Voici donc un petit résumé de ma démarche personnelle.
On oublie tout de suite les machines en aggloméré avec des rails de tiroir, cela ne marche jamais.

Travailler du bois, ok, mais si je veux aussi pouvoir travailler du plexi et des métaux non-ferreux comme de l’aluminium ou du laiton, il faut de la puissance, mais surtout une rigidité sans faille de toute la machine et des systèmes d’entraînement.

Toute l’architecture de la machine a été pensée dans ce sens

Je ne suis pas capable de travailler l’acier avec suffisamment de précision, je choisis donc l’aluminium.

Achat des pièces de base :





- Les rails supportés de 20 mm et les vis conductrices, chez les chinois qui possèdent un dépôt en Allemagne. Le colis pèsera plus de 25 Kg !
- Les 4 moteurs pas à pas, leurs drivers, les alimentations et la carte de contrôle, chez Ali Express.
- Le boîtier pour y mettre toute l’électronique, les switches de fin de course, les câbles (tous blindés) les chemins de câbles mobiles et pleins d’accessoires électriques et électroniques.
- Beaucoup de visserie – boulonnerie (attention à ne pas négliger ce poste dans le budget)
- Et l’aluminium chez Hobby-Alu, à Bruxelles.

Pour la rigidité, tous les mouvements se feront sur deux rails et quatre galets coulissants à billes (4 rails et 8 galets pour l’axe Y), et les vis conductrices seront placées au milieu des deux rails

Comme ma précision de traçage puis de perçage et de +/- ½ mm, pour un boulon de 6 mm, je perce un trou de 7 mm, cela me laisse ½ mm de jeu dans chaque direction.
Pour fixer, par exemple, deux rails parfaitement parallèles, on les fixe sans serrer trop les boulons. On fait passer plusieurs fois le chariot avec les quatre galets eux aussi pas trop serrés. Quand le mouvement est parfait, on bloque le tout.

Une réflexion souvent entendue : Pour fabriquer une CNC, idéalement il faut une CNC .

Toutes les machines personnelles en aluminium sont en général laissée « couleur alu ». Je décide de les mettre en couleur (rouge), cela fait un peu plus « pro ». Mais peindre de l’aluminium n’est pas simple. Ponçage très fin, dégraissage soigneux au trichloréthylène, une couche de primaire spécial aluminium et deux couches de peinture.



Comme cette machine est volumineuse et lourde (± 45 kg). Impossible de la garder dans mon atelier habituel. Elle devra donc aller au grenier, sur une table spécialement construite, elle aussi la plus rigide possible.







Pour le logiciel de pilotage, j’avais choisi Mach3 qui semblait le plus courant. Mais ce programme s’avère très (trop) complet et donc très (trop) complexe (pour moi) !
Avec un ami, pourtant habitué au monde de la CNC, nous avons mis plus d’une après-midi pour configurer les switches de prise de références de la position.
Et pour les sécurités de fin de course, ce n’était pas encore gagné !

Je décide donc de changer la carte contrôleur pour pouvoir utiliser le logiciel Galaad, plus convivial.

Voilà, j'en suis là, je ne manquerai pas de vous tenir au courant de la suite, et toutes vos remarques sont les bienvenues.

Et bientôt la carte pour Mach3

Les roues dentées, les pignons pour la liaison des élastiques (comme selon le schéma ci après),



Cela a été le déclencheur, de même que ma petite fille qui entreprend des études d'architecture intérieur, option design, et qui à déjà de nombreux travaux pratiques, en général des maquettes.

Pour ma part, il y a longtemps que j'utilise une cnc pour les pièces (en bois) de mes petits avions, Mais celle d'un copain !



Bon maintenant, c'est quoi l'hyperstatisme ?

L'axe Y est entrainé par deux moteurs (et deux drivers sur la même sortie de la carte).
Je sais que si un moteur saute un pas j'ai un léger problème, mais avec un moteur qui commande les deux vis par une courroie crantée, je divise ma force par deux !

Et une image de la plaque Z

Envergure 3.05m, moteur bicylindre 4T Vallach de 85 cc



Mais ce n'est pas le plus grand. Un petit résumé de ma "carrière" de modéliste :

Revenons à la CNC !

En attendant la nouvelle carte (dont j’ai déjà téléchargé le manuel) je peux modifier le câblage des switches "home". Ils fonctionnent maintenant en mode NF (normalement fermés). Si le circuit devait être ouvert par un mauvais contact quelque part, la machine réagit, comme si le switch était activé.
Et ils sont maintenant sur trois entrés distinctes de la carte.

J'installe donc le logiciel Galaad. C'est un "intégré" qui comporte trois programmes différents :
- Un logiciel de dessin.
- Un générateur de G-code.
- Et un logiciel de pilotage de la machine.

Pour l'utilisateur le passage de l'un à l'autre est transparent, mais vous pouvez tous les utiliser séparément. Vous pouvez dessiner dans un autre programme, et l'importer, vous pouvez importer du G-code généré ailleurs …

Pour définir tous les paramètres de ma machine, il ne m'a pas fallu plus de 10 min pour m'y retrouver.
Premièrement les machines les plus courantes sont déjà définies, il suffit de les sélectionner.

Pour les constructions personnelles, il y a une séries de fenêtres sous le titre de "paramètres machine" qui vous permettent simplement de définir la vôtre.
- Nombre d'axes.
- Nombre de moteurs.
- Nombre de pas par tour.
- Distance parcourue par tour.
- ETC …

Bientôt la suite !

Ce que j'avais déjà constaté sur ce forum, c'est que beaucoup de constructeurs de machines personnelles font, au préalable, des plans complets et même des plans sur des logiciels de conception 3D.
J'ai quelques petites connaissances en aéromodélisme, conception, construction et pilotage.
Pour dessiner les pièces dont j'ai besoin, il faut se débrouiller un peu en dessin 2D (sur Au**cad).
Je n'ai donc pas envie de devoir me farcir la maitrise d'un logiciel de conception 3D rien que pour "penser à l'avance" ma petite machine.
Un peu de documentation sur les rails et les vis et quelques petits croquis.



Oui, on découvre quelques petits problèmes lors de la construction ... et on les résout !

On progresse, on affine !
Quelques tests sur de l'alu, cela vibre un peu. La plaque Z qui porte la fraise en bas n'est guidée que dans le haut pour pouvoir profiter de toute la hauteur des rails Z. Pour la rigidifier je rajoute des profilés en L :



Parfait, le mouvement est fluide et surtout plus silencieux.
Quelques test dans de l'alu 6mm dont une découpe complète, tout va bien !



Dans le plexi, tout va bien aussi !



Test de roue dentée avec bague de serrage (test de forme, dans du MDF)



Et une petite vue du boîtier :

Et la suite :

Après quelques mises au point et quelques essais, la machine est maintenant "en production".
Principalement des pièces en bois, du contreplaqué léger 3 mm 4 couches et du plus solide 6 mm 8 couches.


Cela coupe impeccablement et rapidement. Il faut simplement chercher à obtenir la découpe le plus nette possible, sans peluches. Ce n'est pas grave cela demande juste un petit ponçage.
Curieusement, dans le 3 mm c'est une fraise hélicoïdale 1 dent qui donne le meilleur résultat, alors que dans la même matière en 6 mm, c'est une fraise carbure "coupe diamant" qui fait la découpe la plus propre.

Autre agréable découverte (pour moi) : le POM, c'est une matière plastique, le polyoxyméthylène, qui se travaille très facilement avec une fraise classique et qui donne des pièces légères et résistantes. Avec des frottements doux, c'est l'idéal pour des engrenages.



Autre détail : une erreur de commande et je me retrouve avec deux rails supportés, tels que montrés plus haut (longueur 1m), en trop, et aussi quatre galets coulissants à billes.
Si cela peut intéresser quelqu'un ... (jbg@gacou.be)

Bonjour,

Désolé de ma non-réponse, j'étais à l'étranger. (Sebastian, merci d'avoir répondu)
Concernant la liaison des ailes et du fuselage, c'est effectivement un des principaux point à soigner, car tout le poids de l'avion (multiplié par quelques G) passe par cette liaison.
Si il y n'y a pas de dièdre (d'angle entre les deux ailes), c'est assez facile, un ou deux tubes droits (ce qu'on appelle des "clefs d'ailes") et des fourreaux droits dans les premières nervures.
Mais s'il y a du "dièdre" (les deux ailes "remontent"), il faut
- soit que les fourreaux dans les ailes soient en oblique, ce qui limite leur diamètre et leur longueur
- soit que les clefs d'aile comprennent cet angle

Ceci dit, cet avion (en grandeur, un avion de construction amateur) comporte quatre paires de haubans, entre les flancs du fuselage et les ailes au dessus et surtout entre le train d'atterrissage et les ailes en dessous.
L'histoire de cet avion illustre bien ce problème. Vous pouvez la consulter ICI

Mais revenons à ma machine. J'ai aussi fabriqué un petit dispositif qui remplace la fraiseuse et qui avec un petit couteau rotatif (que l'on peut trouver ICI ) permet facilement la découpe du vinyle autocollant pour les marquage des avions, et de toutes autres choses.



Et je pense aussi à y adapter une tête laser ...