Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

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Jeff1494
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Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par Jeff1494 » 12 avr. 2019, 16:32

Dans cette partie je parle des différentes solutions pour confectionner la structure de la machine.
Ce que j’appelle la structure est constitué des éléments suivants :

1. Le cadre rectangulaire sur lequel on aura les mouvements en Y de la machine.
2. Le portique supportant l’outil de fraisage choisi, et qui permettra les mouvements en X et Z.
3. Le bâti qui supportera le plateau ainsi que le plan martyr.
4. Les éléments permettant le déplacement de la machine en X, Y, et Z. Rails, barres cylindriques, …
5. Les pieds sur lesquels reposera la machine.

Je ne parlerai pas du meuble ou du support où on placera la machine, chacun ira de sa solution.

On voit très souvent trois types de matériaux utilisés pour créer la structure de la machine.

1. Le bois. Depuis du MDF, en passant par du CTP 12 plis, …
2. De l’aluminium usiné en plaque, rails, et autres profilés.
3. Des rails en profilés d’aluminium couramment appelés profil 20x20 Type I ou type B. Voir ce lien : https://www.motedis.fr/shop/index.php pour avoir plus de détails. Il existe différentes tailles, donc c’est assez modulable.

Mon idée de départ est d’utiliser les rails en profilés Aluminium. En effet l’un des critères importants est la rigidité de l’ensemble, et puis le poids doit aussi rester aussi léger que possible. Un des points négatifs de cette solution pourrait en être le prix. De plus il existe des éléments compatibles permettant les déplacements sur les rails. Voir le lien donné précédemment.

Je bannis le bois, car je ne suis pas sûr de la tenue dans le temps, à moins de partir sur des CTP spéciaux genre 12 plis aviation, et autre CTP marine, en encore à quel coût ? En plus de cela les découpes dans le bois, même si cela reste quelque chose de réalisable entrainera un travail pour moi trop important au niveau de l’ajustement des différents éléments, plus le temps de séchage des éventuels collages.

Pour l’aluminium en plaques je n’ai tout simplement pas accès aux moyens de découpe précise des pièces. C’est pourquoi j’abandonne cette solution dès le début.

Donc je pense partir sur un ensemble de profilés en aluminium, reste à définir la taille ainsi que les dimensions pour ces profilés. Essayer de définir l’encombrement de cette machine, Largeur, Longueur, et Hauteur de la machine, ainsi que du volume qu’elle occupera. Je pense qu’avec l’outil de fraisage en lui-même cela représentera le plus gros poste du budget. On verra bien.

Si vous avez d’autres idées concernant la structure, ou alors des recommandations liées à un aspect quelconque n’hésitez pas à en discuter.

Je dois commencer à modéliser la machine sur Fusion 360, et voilà donc que commence mon premier défi, essayer de maitriser F360, et là cela risque de prendre un peu de temps.
Donc maintenant je vous demande de la patience, voire même beaucoup de patience.

Surtout si vous avez des remarques, conseils, idées pour cette partie, je vous en prie n’hésitez pas.
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DranerB
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Re: Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par DranerB » 12 avr. 2019, 17:47

Jeff1494 a écrit :
12 avr. 2019, 16:32
Dans cette partie je parle des différentes solutions pour confectionner la structure de la machine.
Ce que j’appelle la structure est constitué des éléments suivants :

1. Le cadre rectangulaire sur lequel on aura les mouvements en Y de la machine.
2. Le portique supportant l’outil de fraisage choisi, et qui permettra les mouvements en X et Z.
3. Le bâti qui supportera le plateau ainsi que le plan martyr.
4. Les éléments permettant le déplacement de la machine en X, Y, et Z. Rails, barres cylindriques, …
5. Les pieds sur lesquels reposera la machine.

Je ne parlerai pas du meuble ou du support où on placera la machine, chacun ira de sa solution.

On voit très souvent trois types de matériaux utilisés pour créer la structure de la machine.

1. Le bois. Depuis du MDF, en passant par du CTP 12 plis, …
2. De l’aluminium usiné en plaque, rails, et autres profilés.
3. Des rails en profilés d’aluminium couramment appelés profil 20x20 Type I ou type B. Voir ce lien : https://www.motedis.fr/shop/index.php pour avoir plus de détails. Il existe différentes tailles, donc c’est assez modulable.

Mon idée de départ est d’utiliser les rails en profilés Aluminium. En effet l’un des critères importants est la rigidité de l’ensemble, et puis le poids doit aussi rester aussi léger que possible. Un des points négatifs de cette solution pourrait en être le prix. De plus il existe des éléments compatibles permettant les déplacements sur les rails. Voir le lien donné précédemment.

Je bannis le bois, car je ne suis pas sûr de la tenue dans le temps, à moins de partir sur des CTP spéciaux genre 12 plis aviation, et autre CTP marine, en encore à quel coût ? En plus de cela les découpes dans le bois, même si cela reste quelque chose de réalisable entrainera un travail pour moi trop important au niveau de l’ajustement des différents éléments, plus le temps de séchage des éventuels collages.

Pour l’aluminium en plaques je n’ai tout simplement pas accès aux moyens de découpe précise des pièces. C’est pourquoi j’abandonne cette solution dès le début.

Donc je pense partir sur un ensemble de profilés en aluminium, reste à définir la taille ainsi que les dimensions pour ces profilés. Essayer de définir l’encombrement de cette machine, Largeur, Longueur, et Hauteur de la machine, ainsi que du volume qu’elle occupera. Je pense qu’avec l’outil de fraisage en lui-même cela représentera le plus gros poste du budget. On verra bien.

Si vous avez d’autres idées concernant la structure, ou alors des recommandations liées à un aspect quelconque n’hésitez pas à en discuter.

Je dois commencer à modéliser la machine sur Fusion 360, et voilà donc que commence mon premier défi, essayer de maitriser F360, et là cela risque de prendre un peu de temps.
Donc maintenant je vous demande de la patience, voire même beaucoup de patience.

Surtout si vous avez des remarques, conseils, idées pour cette partie, je vous en prie n’hésitez pas.
2 où 3 petites remarques:
  1. Le poids: c'est le contraire! il FAUT que ce soit lourd. Le poids modifie les fréquences de vibrations, généralement vers le point où elles ne sont plus perceptibles. Certains coulent du "beton epoxy" (mélange sable résine epoxy) à l'intérieur des profilés alu pour diminuer les vibrations inhérentes à ce type de matériau, en alourdissant pas mal.
  2. Le bois est une bonne solution, notamment le contre-plaqué de coffrage, fabriqué pour résister à l'humidité, et bien moins cher que tu CTP aviation. Par contre, c'est vrai qu'il faut être équipé pour les découpes propre.
Personnellement, si je pouvais refaire une machine (avec de l'aide pour les découpes), je ferais un mix Contreplaqué de coffrage et profilés alu. Mais en pratique ce sera sans doute ma propre version d'une machine basée sur de l'impression 3D, et des profilés alu.

Le gros avantage des profilés alu, c'est que tu peux les obtenir découpés au mm chez Systeal. Évidemment, c'est un plus par rapport à n'importe quel contreplaqué!
Bien Cordialement,
Bernard
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Re: Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par Jeff1494 » 14 avr. 2019, 17:01

Bonjour à tout le monde;
Je commence à réfléchir à la structure de la machine et je commence à me poser des questions métaphysiques, dont :
  • DranerB, quand tu dis qu'en fait il faut que ce soit "lourd", je me demande si c'est la structure qui doit être lourde, ou si c'est le plan sur lequel la machine repose qui doit être lourd.
    Pour expliquer plus clairement.
    Si je fais une base en CTP compartimenté, rempli de quelque chose qui l'alourdisse (je ne sais pas quoi) et que je fixe la structure de la machine faite avec des rails aluminium, est-ce que cela répond à ton commentaire sur le poids?
    Ou alors dois-je réfléchir à une structure en elle-même plus lourde, et dans ce cas il faut "alourdir" les rail aluminium.
Autres questions :
  • Je voudrais avoir une taille de surface de travail de 0.80x1.20m, existe-t-il une "norme" concernant la taille de la structure.
    Par exemple, pour une taille de surface de travail de x par y, alors il est recommandé d'avoir une taille de structure (distance entre les rails) égale à la taille de travail plus Z%.
  • Quelle serait la valeur de la course verticale de l'outil pour une machine "standard" si cela existe bien sûr.
Voilà pour l'instant.
Comme vous le voyez je n'y connait ABSOLUMENT RIEN, donc certainement que mes questions peuvent paraitre idiotes.

Je vous remercie pour vos avis éclairés.
Bonne journée à tous.
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Re: Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par DranerB » 15 avr. 2019, 11:31

Jeff1494 a écrit :
14 avr. 2019, 17:01
Bonjour à tout le monde;
Je commence à réfléchir à la structure de la machine et je commence à me poser des questions métaphysiques, dont :
  • DranerB, quand tu dis qu'en fait il faut que ce soit "lourd", je me demande si c'est la structure qui doit être lourde, ou si c'est le plan sur lequel la machine repose qui doit être lourd.
    Pour expliquer plus clairement.
    Si je fais une base en CTP compartimenté, rempli de quelque chose qui l'alourdisse (je ne sais pas quoi) et que je fixe la structure de la machine faite avec des rails aluminium, est-ce que cela répond à ton commentaire sur le poids?
    Ou alors dois-je réfléchir à une structure en elle-même plus lourde, et dans ce cas il faut "alourdir" les rail aluminium.
Alourdir la base aidera bien. C'est la structure elle-même qui devrait être lourde, mais il y a plein de machines basées sur des profilés alu qui semblent donner satisfaction, il ne faut peut-être pas commencer par "pinailler" sur le poids. De plus, si jamais, il y a toujours moyen de remplir les profilés de "quelque chose" après que la machine soit opérationnelle. Après tout, si l'avantage des profilés est de simplifier le montage, ça veut dire qu'ils simplifient aussi le démontage.... ;)
Jeff1494 a écrit :
14 avr. 2019, 17:01
Autres questions :
  • Je voudrais avoir une taille de surface de travail de 0.80x1.20m, existe-t-il une "norme" concernant la taille de la structure.
    Par exemple, pour une taille de surface de travail de x par y, alors il est recommandé d'avoir une taille de structure (distance entre les rails) égale à la taille de travail plus Z%.
  • Quelle serait la valeur de la course verticale de l'outil pour une machine "standard" si cela existe bien sûr.
Non, pas de normes de ce coté à ma connaissance. Pas plus pour la course en Z. La course en Z va dépendre de la hauteur du portique; Pour la taille "réelle" par rapport à la surface de travail, ça va dépendre de la conception (évidemment). De ce coté, il est clair que plus on veut faire rigide, plus on va "déborder" de la surface de travail. A la très grosse louche, je dirais de 15 à 20 cm de plus, mais vraiment, la meilleure réponse me semble être "ça dépend".... ;)
Bien Cordialement,
Bernard
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Re: Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par Jeff1494 » 15 avr. 2019, 17:46

Bonjour à toutes et tous;
Merci Bernard pour tes réponses.
Concernant le poids, en effet on peut y penser plus tard.
Concernant la taille je pensais également à une taille supérieure à la taille de travail de 20cm. Donc je vais poser cela comme base et je verrais bien ce qu'il se passe.

Bonne soirée à tout le monde
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Re: Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par Jeff1494 » 18 avr. 2019, 15:24

Bonjour à toutes et tous;

Bien après quelques réflexions sur la structure, je vais me lancer dans Fusion360. :oops: :shock: :roll:
Donc comme je vais entrer dans un apprentissage, presque depuis zéro, et là il va me falloir du temps. :twisted:
Tout cela pour dire qu'il est possible que ce projet vous semble être inactif, mais c'est juste parce qu’il me faut me former sur Fusion.
En effet je voudrais au travers de ce projet progresser sur Fusion, et aussi donner un exemple de tout ce qu'il est possible de faire et de gérer avec Fusion 360.
Je suis persuadé que Fusion a des possibilités énormes.

Par contre si vous avez des remarques et/ou des suggestions, n'hésitez pas. Je visite le forum au moins une fois par jour.
Donc je serais à même de vous répondre ou d'échanger avec vous.

En attendant le retour, bonne journée à vous.
A Bientôt sur le forum.
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Re: Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par DranerB » 18 avr. 2019, 18:05

Jeff1494 a écrit :
18 avr. 2019, 15:24
Bonjour à toutes et tous;

Bien après quelques réflexions sur la structure, je vais me lancer dans Fusion360. :oops: :shock: :roll:
Donc comme je vais entrer dans un apprentissage, presque depuis zéro, et là il va me falloir du temps. :twisted:
Tout cela pour dire qu'il est possible que ce projet vous semble être inactif, mais c'est juste parce qu’il me faut me former sur Fusion.
En effet je voudrais au travers de ce projet progresser sur Fusion, et aussi donner un exemple de tout ce qu'il est possible de faire et de gérer avec Fusion 360.
Je suis persuadé que Fusion a des possibilités énormes.
Si tu veux un peu d'aide, et comme j'ai sans doute un peu plus de temps, le projet une fois créé partages-le avec moi:
2019-04-18 18_03_36-Autodesk Fusion 360 (Startup License).png
Dans le panneau de données, à coté de "Data", cliquer sur people et indiquer l'adresse email (que je te mets en message privé) Cela, si tu veux, bien sûr!
Vous n’avez pas les permissions nécessaires pour voir les fichiers joints à ce message.
Bien Cordialement,
Bernard
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Re: Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par Jeff1494 » 18 avr. 2019, 18:30

Salut Bernard;
Pas de soucis bien sûr pour partager mon travail.
Je vais tout de suite partager mon projet là où il en est.
A+
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Re: Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par Jeff1494 » 23 avr. 2019, 21:56

Bonsoir à toutes et tous;
Bon je me bats avec Fusion, mais j'ai bon espoir d'y arriver.
Par contre j'ai une question concernant le fonctionnement même de la machine, qui va influencer ma conception.
En fait il y a deux solutions pour les mouvements.
  • 1) Soit le plateau des X avance et recule.
  • 2) Soit le plateau est fixe et c'est le porte-outil qui opère tous les mouvements.
Personnellement je pencherais pour la seconde solution, mais j'aimerais avoir vos avis.
Pourquoi la deuxième solution?
Au vu de la taille de la machine, avoir un axe (ou deux axes) X qui soi(en)t long(s), me fait un peu peur, en terme de rendement, d'alignement, ainsi que la puissance des moteurs.

Qu'en pensez-vous?
Merci d'avance et bonne journée.
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Re: Projet d'une CNC de A à Z (Partie structure)

Message non lu par DranerB » 23 avr. 2019, 23:29

Jeff1494 a écrit :
23 avr. 2019, 21:56
Bonsoir à toutes et tous;
Bon je me bats avec Fusion, mais j'ai bon espoir d'y arriver.
Par contre j'ai une question concernant le fonctionnement même de la machine, qui va influencer ma conception.
En fait il y a deux solutions pour les mouvements.
  • 1) Soit le plateau des X avance et recule.
  • 2) Soit le plateau est fixe et c'est le porte-outil qui opère tous les mouvements.
Personnellement je pencherais pour la seconde solution, mais j'aimerais avoir vos avis.
Pourquoi la deuxième solution?
Au vu de la taille de la machine, avoir un axe (ou deux axes) X qui soi(en)t long(s), me fait un peu peur, en terme de rendement, d'alignement, ainsi que la puissance des moteurs.

Qu'en pensez-vous?
Merci d'avance et bonne journée.
Hum, la première solution fonctionne pour de petits plateaux/dimensions. La longueur nécessaire au mouvement ne va pas changer, quelque soit le type de mouvement. Disons que ça fait 2 fois 50 centimètres, au lieu d'une fois 1 mètre,mais c'est tout. Par ailleurs, un des problèmes de construction est le besoin de rigidité. Un plateau fixe peut y contribuer. Un plateau mobile évidemment n'aide pas, mais il va quand même falloir qu'il résiste aux efforts de torsion subits lors du fraisage.

J'avoue n'avoir jamais vu ce type de conception dans la domaine amateur, sauf pour des machines construites de manière très professionnelles, tout métal, avec une surface utile bien plus petite que la surface totale.
Bien Cordialement,
Bernard
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