Au vu des matériaux que je désirais usiner, et de la précision recherchée (0.05mm), j'ai donc décidé de concevoir une machine robuste, ne vibrant pas, ne fléchissant "pas trop", et..."pas chère".
Comme vous avez pu le voir dans la rubrique [Caractéristiques de ma CNC], j'ai fabriqué un BATI en acier mécano-soudé.
1- LE BÂTI.
2- LES RAILS.
3- LES VIS TRAPÉZOÏDALES.
4- LES PALIERS POUR VIS TRAPÉZOÏDALES.
5- LES MOTEURS.
6- LA BROCHE.
1- LE BATI:
En bois, profilés d'aluminium boulonnés, mecano-soudé, ou bien béton fibré (oui oui, ça existe!!)??
En bois, je pense que ça va bien pour de la découpe au fil chaud, mais pas pour de la découpe 2D dans des matériaux durs, surtout à long terme. Bien qu'il y est beaucoup de machines faites en bois (facile à travailler), je ne doute pas de leurs capacités, mais je ne voulais pas me dire dans 2 ans, j'aurais du la faire autrement...sans compter leur faiblesse à l'humidité.
Profilés d'aluminium, ça revient relativement cher, mais c'est une bonne solution, matériaux également facile à travailler. Il reste néanmoins souple sans renforts bien placés.
Mécano-soudé, la solution que j'ai choisi, n'est pas chère du tout (profilés acier de section carré 40mmX40mm, épaisseur 2mm, achetés chez le ferrailleur du coin, pour environ 20euros les 6M). Ayant un poste à souder à l'arc, je ne voyais pas la difficulté, si ce n'est conserver une géométrie acceptable après soudure, chose que je décris dans la rubrique "fabrication".
Béton fibré, j'y ai pensé un temps, il fallait faire pas mal de coffrages, y intégrer dès la conception les boulons aux bons endroits, mais pour obtenir une bonne rigidité, le dimensionnement de la machine aurait donné un résultat au poids prohibitif, difficile à déplacer, et de plus, très dur d'y faire des modifications au fil du temps.(rajouter une prise par là, faire passer un câble...).
2- LES RAILS.
Pour les rails, il y a plein de solutions. J'avais fabriqué un temps une petite table croisée, avec des sections alu, et les chariots roulaient sur ces dernières avec des roulements de roller. Ça marche super bien, mais il faut des tonnes de roulements, beaucoup de boulons, beaucoup de réglages, et...de la place, car c'est volumineux comme montage.
Cette fois-ci, j'ai opté pour des rails tout fait, avec un système de patin en "IGLIDUR", sorte de téflon très résistant. Vous trouverez ces rails chez IGUS, et vous verrez qu'ils proposent plein de variantes, pour les patins (avec rattrapage de jeu, de parallaxe), les rails (rond, carrés...). J'ai choisi les plus simples, et aussi...les plus accessibles. Ils proposent ces rails à la coupe, ce qui m'arrangeait bien. J'ai conçu ensemble de ma machine autour des rails, car ils étaient pré-percés, et je me suis servi de ces côtes pour tout le châssis.
3- LES VIS TRAPÉZOÏDALES.
Aaaah, le nerf de la guerre...
Si vous avez un gros budget, partez directement sur des axes filetés avec écrous à roulement à bille. Fiable, silencieux, précis (quasiment sans jeu), et extrêmement performant pour la fluidité des mouvements.
Pour un budget restreint, des tiges filetées classiques, achetées au mètre, en diam 8-10-12 voire plus. Côté écrou associé, plein de solutions existent pour limiter les jeux. Ce qu'il faut savoir, c'est que la suppression des jeux sur ce genre de montage influe directement sur la fluidité du mouvement, et de sa "souplesse" de fonctionnement. En gros, plus le jeu est réduit, puis ça "frotte"...
J'ai choisi des vis trapézoïdales classiques, avec des écrous en IGLIDUR également. L'ensemble n'est pas cher, avec quasiment aucun jeu, et sans entretien. J'ai également sous-traité à un ami l'alésage des extrémités des vis pour qu'elles rentrent dans les roulements.
4- LES PALIERS POUR VIS TRAPÉZOÏDALES.
Le prix des paliers sur le marché m'a fait sursauter. Impossible de trouver des paliers pas chers, avec une fonction simple, recevoir un roulement. Pour ne pas débourser une somme folle (6 paliers, à en général 50 euros pièce...), j'ai décidé de les fabriquer en bois pour commencer mes réglages. Ensuite un ami m'a donné une plaque en aluminium de 10mm d'épaisseur, et 10X30 CM. Avec de l'huile de coude, j'ai découpé les 6 paliers dedans, et percé (avec une mèche plate à bois et beaucoup d'huile) l'emplacement des roulements.
Le résultat est parfait, et tout à fait fonctionnel.
5- LES MOTEURS.
Il faut choisir les moteurs en fonction de ce que l'on veut faire...4 paramètres importants:
Unipolaires ou Bipolaires, en fonction de ce que gère votre carte de puissance.
La puissance des moteurs, en fonction de la "lourdeur" de votre chariot (et donc de son inertie), et des efforts à fournir pour la découpe (une découpe plasma ne nécessite quasiment aucun couple, contrairement à la fraise).
La vitesse des moteurs.
Leur résolution, exprimées en pas.(plus il y a de pas, plus le moteur peut être précis).
C'est donc à vous de voir. Je vous invite à revoir en fin de partie de [CARACTÉRISTIQUES] le calcul pour déterminer le nombre de dents des poulies moteur/vis.
6- LA BROCHE.
Problème identique au choix du moteur. Cela dépend de ce que vous voulez découper. Si c'est du bois, de l'alu, de la mousse...
Ce que je vous conseille, c'est de partir sur une broche avec roulements (silence, et longévité), et opter pour une vitesse de rotation réglable et allant jusqu'à 30 000 TR/MN.
Ensuite à vous de voir son système de fixation de fraises, que ce soit simple (le top avec chargeur, mais restons dans le domaine de l'amateur...).
N'oubliez pas: On peut lésiner sur certains aspects de la machine (1 couche de peinture, des roulements classiques au lieu de pros, prendre un logiciel gratuit, etc..), mais sachez que la qualité de vos découpes dépendra fortement de votre broche. Les broches peuvent atteindre des prix démesurés (avec roulements céramiques, refroidissement liquide..) mais ne soyez pas trop gourmands, jetez un oeil à [BUDGET], pour revenir sur terre.
