CNC/3DPrinter Hybride, nouveau projet

Salut à tous !

J'ouvre ce nouveau post, qui est plus ou moins dans la lignée de celui-ci, tellement de chose ayant changer dans ma tête qu'il est sûrement préférable d'avoir un topic tout propre, afin de ne pas se mélanger les pinceaux. En revanche, le projet garde l'esprit participatif/collaboratif, ceux qui veulent participer à la conception et/ou reproduire la machine chez eux sont les bienvenues .

Donc, nouveau projet, que la fête commence !

Il s'agit d'une machine à commande numérique, capable de déplacer un support d'outil sur 3 axes (donc en 3 dimensions). les limites de ces 3 axes (qui définiront la surface de travail) reste à déterminer.

Le support d'outil devrais recevoir au moins 2 têtes différentes dans un premier temps (libre à vous de proposer d'autres éléments) :

• Une broche de fraisage
• Une tête d'impression 3D

Avec la broche de fraisage, on pourrais donc:

Découper - Percer - Fraiser - Graver - Sculpter

des matériaux assez léger:

Bois - plastique et assimilé - voir certains métaux (genre aluminium)

Avec la tête d'impression 3D, on pourrais créer des objets en plastique :

ABS - PLA - PET - PVA…

Bref, y aurais de quoi s'amuser

Au niveau des matériaux, il faudra user de pas mal d'ingéniosité pour pas trop défoncer le budget. Peu de chance qu'on retrouver dans ce projet des rail de guidage linéaire en acier trempé rectifier à + de 300€ la pair ! on va tenter de faire "avec les moyens du bord", enfin, avec des matériaux qu'on peut trouver en magasin de bricolage.

• Pour le châssis, je penche pour une structure en aluminium, un poil plus cher que le bois, mais moins onéreux que l'acier.
• Pour les rails, on partira sûrement sur des barres d'acier étirées, l'alu étant trop souple pour supporter les contraintes répétées.
• Pour la transmission, on partira certainement sur des tiges filetées en acier en M8 ou M10, histoire que ça s'use pas trop vite (cela dit, une tige de 1 Mètre coûte moins de 2€, même en changeant régulièrement, c'est pas la ruine )
• Pour la motorisation, là, ça risque de taper dans le budget …pour supporter les contraintes dû à la CNC, on risque de partir sur du Nema23…à suivre.
• La partie contrôleur, elle sera géré par Clone Arduino et Ramps 1.4, avec lecteur de carte SD, et contrôle par écran si on peut.

Tant qu'on parle budget, j'espère tenir sous la barre des 200€ tout compris, l'avenir dira si c'est faisable…

Evidemment, on aura pas une machine qui travail à l’échelle du femtomètre , j'espère néanmoins obtenir un résultat acceptable, voir propre pour une machine de ce prix.

Actuellement, je travail sur les proportions de la machine, sur la surface de travail pour être plus précis. Bon, déjà, une machine qui travaille le bois (entre-autre) à plus sa place dans un atelier que sur un coin de bureau, on est donc pas trop limité dans les proportions (enfin, faut tout de même resté raisonnable ) .

je vous propose un petit sondage éclair, histoire de m'aider à proportionner tout ça :

1. A votre avis, une machine de ce genre, vous seriez prêt à lui accorder quel place ? (volume global)
2. Quel est selon vous, la taille maximal des matériaux que vous travailleriez dessus ? (CNC)
3. Quel est selon vous l'objet en 3D le plus gros que vous souhaiteriez imprimer dessus ? (3DPrinter)

Merci par avance, et bon dimanche

je vais répondre à ton sondage selon mes attentes d'un systeme de ce style:

1) pour l'encombrement, une fois posé dans un atelier perso, je dirais grand maxi 1m² de surface au sol (1x1 quoi), tous encombrements faits. pour la hauteur… osef, de toute façon une fois que la surface au sol est prise, tu peux rien faire au dessus à part poser une étagère avec les outils de la machine…

2)pour les ordres de grandeur, je me suis jamais bien servi d'une CNC (enfin si une fois, et c'était une roue de modèle RC, donc moins de 250cm³, c'est pas vraiment relevant pour ton sondage) mais j'aurais tendance à dire qu'une pièce de plus d'1m³ ca fait beaucoup, mais dans certains champs d'applications ça a pas trop de sens de prendre des objets de cette taille au maximum (notamment en menuiserie, comme c'est ton cas)

3) imprimer un objet en 3D, j'aurais tendance à dire que 50x50x50 (en cmxcmxcm) ca fait déjà pas mal, et je vois pas trop le genre d'applications qui ont besoin de ça. après, en menuiserie je vois pas bien l'utilité, mais je te fais confiance pour trouver les pièces qui dépassent ce genre de dimensions.

Meme reponse que remace pour ma part…

Et une fois n'est pas coutume : Mais il est fou !

En tout cas c'est bien, on voit que tu progresses et tu as du apprendre pas mal de choses durant ton periple, car la tu as pu nous citer pas mal de references de produits recurrents (comme les moteurs de ce genre d'applications )

Sinon, comment tu vois/imagine le changement de tete d'outils ? Car mettre une fraiseuse sur le bordel pourquoi pas, mais mettre une tete d'impression 3D avec son alimentation en matiere premiere c'est pas plus chaud ?

Salut à tous les deux, heureux de vous accueillir dans mon nouveau délire

oui, les doigts loin de mon ordi pendant plus de 2 mois (une vraie plaie) et loin de google (là, c'étais carrément la torture ), le projet à pas mal mûrit dans ma tête, j'ai pu recentrer mes idées sur l’essentiel, on oublie donc (enfin, pour un grand moment du moins) le scan 3D et l'impression en coordonnées polaires, ainsi que le chauffage du lit par induction (mon dieu, je devient raisonnable…je vieilli…c'est grave docteur ? ).

coté machine bois, on reprend là aussi les bases traditionnelles, ce qui est éprouvé et qui fonctionne, la CNC ! bon, comme il fallait au moins un-truc-pour-pas-faire-comme-tout-le-monde, je part sur une machine hybride qui allie les deux machines (au passage, on réalise ainsi une sacré économie sur le matériel )

Pour le changement de tête, je pense que l'axe Z sera pourvu d'un support de tête, avec un système d'attache rapide pour y fixer les têtes à fixations "universelles" (va falloir pas mal bûcher de ce coté-là, pour obtenir un système de fixation rapide ET fiable…des idées ?)

pour l'alimentation en plastique de la tête d'impression 3D, y a pas trop de soucie en fait, il suffit de dérouler un peu de la bobine pour atteindre l'extrudeur, à partir de là, c'est lui qui fait le boulot.

au niveau des dimensions, tu aurais quelques idées ? De mon coté, je réfléchie à la destination (bureau ou atelier) de la machine suite à la réflexion pertinente de Remace, car plus je vais m'adapter à une CNC atelier pour bois, plus les proportions de l'imprimante 3D deviendrons délirante.

De mon coté, je réfléchie à la destination (bureau ou atelier)

Rien que pour le terme "on fait des copeaux" pour moi la réponse c'est "atelier direct"

je résonnais en termes de dimensionnement en fait, "bureau" et "atelier" étais utilisé pour se faire une idée des proportions , bon, après, j'ai des copains que ça dérangent pas de démonter un moteur de bagnole sur la table de la cuisine …

si je part sur des dimensions "dans les standards" de l'impression 3D, je me dit que coté CNC bois, on peut encore faire pas mal de chose avec, de la sculpture, de la gravure, de la découpe..mais pas dans des grandes dimensions, pas vraiment de la menuiserie quoi. Par contre, pour du modélisme, c'est le top

bah hé! ça se récupère l'huile de vidange, pour faire de la friture, y'a pas mieux! et si le joint de culasse a été endommagé en démontant, ça rajoute un petit gout pas dégueu' le plus chiant c'est d'amener le moteur sur la table de cuisine, parce que ça pèse un âne mort ces machins-là

blague à part, eskimon a raison, je trouve aussi que tu recommence à progresser en maturité technologique/conscience du faisable (ou tu redeviens un poil plus raisonnable, au choix ).

D'ailleurs, le dépôt de mélange essence/huile au bord du joint de culasse foireux, c'est p't'être pas pour rien qu'on appelle ça de la mayonnaise !

Merci pour les compliments les gars, mais n'en abusez pas trop, j'me connais, j'vais prendre le melon !

Bon, toujours en train de bûcher sur les proportions de la bête, les derniers résultats de ma réflexion me renvois vers des dimensions d'encombrement avoisinant ceci :

• X ~ 60cm
• Y ~ 80cm
• Z ~ 60cm

L'alimentation (boitier ATX de PC) serait intégrée à l'engin, ainsi que tout la partie électronique. il faut aussi déduire toute la partie motorisation/guidage… on se retrouverais avec une surface de travail à peu près comme ça :

• X ~ 50cm
• Y ~ 50cm
• Z ~ 40cm

Avec ces dimensions, on est pas mal pour de l'impression 3D.

Coté machine CNC, on va clairement pas faire de la grande menuiserie, mais pour faire du modélisme, de la gravure, du perçage, du fraisage de bois, de plastique, voir d'alu, c'est suffisant.

Ma CNC bois pour la menuiserie, on verra ça quand je serais grand, ce projet sera une très bonne manière d'apprendre (y a plus pourri comme TP, nan ?)

Bon, niveau proportions, et au vu des nouvelles attributions de la machines, les proportions vous paraissent comment ?

petit up pour vous montrer une trouvaille faite au détour du web. étant à la recherche d'un principe un peu innovant pour gérer les axes X et Y, je suis tombé là-dessus !

Petit démo ici ! Ce système s’appelle CoreXY, pour les moins jeunes d'entre nous, on à eu ça entre les mains quand on étais petit…c'est le mécanisme de l'ardoise magique (ou télécran):

je trouve ce système particulièrement astucieux, et ceux pour au moins 4 raisons :

• L'ensemble mécanique repose sur très peu d'élément, ce qui tend à dire qu'il amoindri les coûts
• La conception permet d'intégrer les moteurs dans un cadre, ou plutôt, n'oblige pas à les sortir du cadre de travail, ce qui est parfait vu que je pense assembler la machine dans une box
• Les moteurs ne sont disposer ni sur X, ni sur Y, ce qui permet d'alléger un peu le poids des axes, et du coup, on force moins sur la structure, la mécanique et les moteurs
• Les moteurs sont disposés sur 1 seul coté du cadre, ce qui permet d'augmenter la surface de travail sans augmenter l'encombrement global.

d'un autre coté :

• on a une transmission par courroies cranté.. je sait pas ce que ça vaut dans la durée
• je n'ai pas encore trouver d'infos sur la compatibilité de Marlin (soft à placer sur Arduino pour la gestion des moteurs) avec ce système

Et vous, vous en pensez quoi ?

Edit : la dernière version de Marlin gère apparemment très bien ce système, COOOOOOOOOOOOOOL

Salut à tous ! je continue mes recherches en partant du principe qu'une absence de réaction indique une absence d'objection…

Je pense que je vais exploiter le système CoreXY pour …heu… X et Y !

Aujourd'hui, je me penche sur l'axe Z, 3 solutions s'offre à moi :

• 1) Z monté sur Y, surface de travail et support X-Y fixes
• 2) X-Y montés sur Z, surface de travail fixe
• 3) Z monté sur le support de travail, X-Y fixes

J'aurais tendance à éliminer d'entrée la 3, parce qu'il est impossible de savoir à l'avance le poids de l'objet (impression 3D ou pièce de bois à fraiser) qui sera disposer dessus, ce qui nous forcerais à surdimensionner le moteur chargé du levage pour palier au problème (et donc augmenter le coût).

La 1 me pose un autre problème, si je place un axe vertical pour faire descendre la tête de travail, celui-ci débordera irrémédiablement de la machine lors du relevage de l'outil, ce qui me gène quand même beaucoup.

La 2 me semble finalement être la plus judicieuse, soit les axes X et Y montés sur une platine qui monte et descend. Reste à trouver comment.

J'aimerais bien avoir des avis, histoire de confronter des idées, voir si je me goure pas dans ma réflexion.

Ouh l'axe Z va etre chaud ouai… Tu decris bien le probleme de la 3. mais c'est aussi la plus simple a mettre en oeuvre… Apres pourquoi pas voir pour motoriser directement le support de l'outil pour faire le Z ?

parce que ça revient au problème évoqué sur l'idée 1, pour effectué la descente ou la monté:

j'ai besoin d'au moins 2 axes de glissement + une tige fileté(au courroie, mais avec des pignons au deux extrémité, donc avec un encombrement équivalant). Si je place le Z à l'intérieur du cadre X-Y, l'ensemble des axes vont me gêner soit dans la surface de travail, soit en dehors des dimensions de la machine.

alors que si je les place avant X-Y, rien ne déborde ni ne gêne… tu vois ce que je veut dire ?

J'ai dans l'idée de tenter d'adapter le système Core aussi sur le Z, histoire d'avoir un ensemble harmonieux (pour la maintenance aussi c'est plus sympa de pas un système différent sur chaque axe). tu en pense quoi ?

tu vois ce que je veut dire ?

Pas trop… Je vois pas en quoi c'est tellement un souci d'avoir un support d'accueil pignon+cremaillere qui accueillerait un outil ensuite (t'es bon pour recalibrer a chaque fois ton axe par contre)

j'ai fait un petit schéma très vite fait pour visualiser le problème :

1) Imaginons que l'outil (Jaune) glisse sur l'axe Z (bleu), plus l'outils va monté, plus le système de glissement va gêner sous l'outil et risque de rentré en buter avec la pièce en cour de travail.

2) Imaginons maintenant que l'outil (jaune) est solidaire sur l'axe Z (bleu) et que l'axe Z coulisse verticalement sur l'axe Y (vert), et bien en remontant l'outil, on va se retrouver avec l'axe Z qui dépasse du plafond de la machine (matérialisé par le haut des axes X et Y)

tu comprend le problème ?

Et bien tu met le truc jaune fixe sur le bout du truc bleu (la cremaillere donc) et ton pignon sera fixe et immobile sur la barre verte et entraine ta cremaillere. Comme ca tu as toujours ton module au bout de la cremaillere

sauf que l'amplitude de mouvement du Z sera plus importante que la hauteur de l'outil, la crémaillère débordera donc soit sous l'outil, et on retombe sur le problème 1, soit au dessus et on retombe sur le problème 2 .

j'ai ça en tête en fait :

de cette manière, j'ai plus ce soucie avec mes axes qui trainent, t'en dit quoi ?

J'en dit que ce sera encore plus compliqué (mais apres si le "depasser au-dessus" te derange beaucoup je suppose qu'il n'y a pas le choix)

ce qui me gène avec l'idée de dépassement, c'est que je voudrais rajouter des parois (bois, métal, plexi…pas encore fixé…)autour de la structure, ce qui permet l'utilisation de la tête cnc sans mettre des copeaux partout

pour la mise en oeuvre de ce système, je pense utiliser le principe de Core, soit une motorisation unique déporté, et un double jeu de crémaillère, pour transmettre le mouvement aux 4 angles simultanément. la structure mobile (X-Y) coulisserais sur 4 axes en acier positionnées aux 4 angles de la machine (j'espère que tu me suis, j'ai pas encore schématisé tout ça ).

autre moyen, le cric de voiture (me doute que c'est pas le nom officiel )..mais faut que je calcul comment positionner tout ça…

personnellement (et ça n'engage que moi) je trouve que ton montage avec les roulettes comme sur l'ardoise magique, ça fait pas une bonne solution, parce que ça complexifie un maximum ton axe z.

pour moi ce serait (tes notations m'embrouillent à l'écriture, donc je vais utiliser les miennes, désolé):

• "vis-écrou" pour les commandes du plan horizontal avec des moteurs en dehors du cadre de travail (au pire, ça fait 5cm par 5cm un moteur… pas franchement encombrant non plus. et si vraiment ça pose probleme, y'a surement moyen de mettre le moteur sur le mobile, mais ça fait bien galérer…)

• pour la commande de l'axe vertical, j'aurais mis que toute la table monte, avec un systeme "cric de voiture" ça semble permettre plein de choses: pouvoir travailler en profil sur des objets très grands dans une dimension (donc à priori des planches, et de quoi te faire des marbrures pour les meubles): avec un peu plus d'1m20 de hauteur de machine tu peux travailler sur un objet de la taille d'une porte (si t'as 3m de plafond, ce qui est pas souvent le cas, je te l'accorde) moyennant un retournement de la pièce et un ponçage du point de contact entre les deux usinages, si tu trouve le moyen de te bricoler un coude pour tes outils.

après, j'ai comme un doute sur l'utilisation de ce systeme pour faire des marbrures à des portes, mais je sais pas vraiment comment l'exprimer…

Sortir les moteurs du cadre de travail ne me dérange pas, ce qui m'embête , c'est de les sortir du volume globale de la machine, vu que celle si va être cloisonnée.

ton explication sur l'axe vertical…ben, il me conforte dans mon idée en fait car si je fait descendre l'ensemble X-Y et que j’enlève le fond de ma machine, je peut directement travailler sur le support sur lequel est posé la machine, ce qui me parait assez intéressant pour sculpter…une porte pour reprendre ton exemple , et là, pas besoin de bricolage d'un coude.

je vais m'atteler ce soir à concevoir un schéma de principe le plus simple possible, ne serais-ce que pour vérifier si ce que j'ai en tête est fonctionnel sur le plan théorique

heu.... bah non, tu peux pas bosser sur un truc en dessous de la machine, tu perds le degré de liberté (enfin liberté commandée, tu m'as compris) de l'axe z sinon…

pour moi c'est vraiment toute la table qui monte (sauf les commandes des axes horizontaux, bien sur, que tu peux mettre à 1m20 de haut, par exemple et ils bougent plus…). pis le systeme cric de voiture, il a ce gros avantage qu'il peut faire monter une grosse charge et la maintenir a sa place de manière très précise, autant l'utiliser…