Bâti machine en béton

[MaX-MoD]

Suite aux nombreux posts sur le sujet "Chassis réalisé par moulage epoxy-granit et sable" concernant l'utilisation du béton traditionnel pour réaliser la structure d'une machine outil (en particulier d'une fraiseuse), ce sujet a été créé pour mieux organiser les différentes éléments sur ce sujet précis.

J'éditerai ce premier post au fur et à mesure pour lui ajouter les documents, tests/réalisations et idées clés de la discussion


Documents intéressants:

• Un exposé sur le séchage et les propriétés mécaniques du béton
• Courbe de résistance du béton, en fonction du temps et du rapport d'eau
• Comparatif des propriétés mécaniques du ciment en fonction des renforts ajoutés
  
• Données sur la gamme Ductal ® de Lafarge (merci sanson )

Max

 

[ordinerf]

je n'ai pas très bien comprit, tu veus faire un bati de machine en béton ?
si oui quelle machine veus tu faire ?

 

[fred250]

voila la modélisation de ma machine
par contre faitent pas attention aux cotes éxotiques , j'ai fait le dessin vite fait donc il y a des erreurs , donc une cote genre 1199.35 correspond a 1200

pour l'ami ordinef , c'est pour faire des baties de fraiseuses cnc!!! éh oui on est des fous
en dessous tu verra qu'il y a un sujet sur la réalisation des batie en béton d'époxy , donc un mélange de gravier et sable lié avec de la résine époxy , technique utilisé pour des machines pros qui sont capable d'avoir une précision de folie
sur celui ci le bute et le meme mais avec un béton de ciment traditionnel

si vous voyez un truc qui cloche n'hésitez pas je rappelle que je veut pouvoir utilisé de gros outils genre fraise a surfacé de 80 dans l'acier a l'aise donc le batie doit pouvoir suporté de forte contraintes , moteur de broche 1.5 a 2.2kw gérer par variteur de fréquence
dessus j'aurais des servo d'environ 5nM relié par une courroie avec rapport de démultiplication de 1a5 avec vis a bille pas de 5mm donc en cas de probléme ça va poussé fort
je précise pour ceux qui n'ont a suivie l'autre sujet que les rails seront sur les poutres largeur 150mm hauteur 200mm
sanson si tu a des conseil de féraillage n'hésite pas Voir la pièce jointe batie cnc.pdf si vous cliquer sur le dessins vous pouvez le faire tourner pour le voir sous toutes les coutures , en tout cas chez moi je peut... Voir la pièce jointe Mise en Plan Alibre Design.pdf les nervures sous la table font 10cm d'épaisseur plus 10cm de table par dessus

 

[ordinerf]

ça ne risque pas de se fissuré avec le temps ce genre de bati en béton ?

 

[fred250]

ça fait partit des risques quand on ce lance dans l'inconue
en général c'est les grandes surface de dalle qui fissure , mais avec les vibration et contrainte je sais pas trop comment ça va réagir a long terme

 

[ordinerf]

à ma connaissance très limité en béton, hormis si tu le compact et que tu le fait à base de sable très fin et propre, sinon le béton est pas trop résistant aux vibrations dans le temps.
après surement qu'il faux y mettre une ossature métallique mais bon je crains que ça ne fasse qu'empiré la chose.
ce sujet m'intéresse parce que si ça marche il y a une tite révolution qui se prépare au niveau des machines, un chassis béton est beaucoup moins cher qu'un bati métal et je pense plus rigide

 

[MaX-MoD]

Fred, je pense que ton design est plus adapté à une structure un poutrelles métal, car elle présente un bon compromis poids (prix) / rigidité, quant on ne peut pas se permettre par exemple une base en fonte massive d'1t

Mais je pense que pour une machine en béton le mieux est une base du type portique fixe: plus facile à coffrer, plus costaud aussi, et pas forcément plus lourd, il faudra peut être des sections assez importantes pour que la structure que tu as imaginé puisse être utilisable pour de gros travaux.
Mais je peux me tromper.

PS: [Blaguounette]

ça fait partit des risques quand on ce lance dans l'inconue

Solution: la capote
[/Blaguounette]




Je voudrais aussi pouvoir vous faire quelques cours simplifiés de mécanique (calculs, dimensionnement) mais je suis vraiment en dèche de temps

je voulais prendre un book sur le béton à la biblio mais vu que j'ai déjà emprunté 5 livre il m'ont dit non


Et question rigidité le béton est largement en dessous de l'acier, mais son faible coût et masse volumique permettent de faire plus gros et d'obtenir des structures de rigidité équivalente mais qui absorbent bien mieux les vibrations (limite l'usure des fraises, etc)

Max

 

[ordinerf]

niveau mécanique sur le béton je pense qu'avec les 5 tomes de "la résistance des matériaux " je devrais m'en sortir
tout il est dit en long, en large et même en travers, mais ça reste de la théorie, pour ça que je me renseigne, ton idée qui me titille le cerveau lol

 

[MaX-MoD]

niveau mécanique sur le béton je pense qu'avec les 5 tomes de "la résistance des matériaux " je devrais m'en sortir
tout il est dit en long, en large et même en travers, mais ça reste de la théorie, pour ça que je me renseigne, ton idée qui me titille le cerveau lol

Ah oui, tu auras matière à réflexion avec ces 5 tomes
Mais c'est vrai que la théorie peut parfois se révéler assez imprécise ou incomplète par rapport à l'expérimentation.
(C'est aussi pour ça que je pense qu'un technicien a autant de savoir qu'in ingénieur)

j'ai mis un petit graphe représentant la résistance à la compresson d'un béton en fonction de la proportion d'eau et du temps.
(les valeurs sont indicatives car elles pouront varier suivant le béton que vous utilisez)
Note: 1MPa = une force de 100grs exercée sur une surface de 1mm 2

PS: l'idée ne m'est pas exclusive, au contraire

Max

 

[MKSA]

A moins que le design ne le permette pas, je pense que la structure devrait comporter des tirants de facons a ce que tout soit triangules du moins sur chaque face.

Est ce qu'il ne serait pas aussi preferable de definir tout d'abord la machine dans son ensemble avant tout ?

 

[fred250]

le reste de la machine est définie mais j'ai pas de dessins ou modélisations
pour les tirants je peut pas tellement en mettre , sur le devant il me faut toute l'ouverture pour rentré des piéces volumineuses et pour des raisons pratique , sur le coté gauche je veux faire un 4eme axe qui servira peut étre de tour aussi , il reste le fond et le coté droit que je voulais laissé libre en cas de piéce trés longue mais c'est vrai que je n'en aurais peut étre jamais besoins
pour le béton je pense utilisé de l'agilia fondations avec fibres métalique qui est auto plaçant , pas besoins de vibrage et performance trés supérieur au autre bétons , faut juste que je demande le prix livré , mais je suis a 7 ou 8 km de la central donc ça devrait pas étre trop éxécif

 

[MaX-MoD]

ou sinon un genre de "U" plein?
Tu peux alors charger des pièces longues, et sur un coté mettre un système de fixation pour un 4e axe/broche de tournage.
Tu pourra donc enlever le 4e axe en cas de besoin, ce qui te permettra de travailler sur des pièces très longues.

Plus facile à coffrer aussi mais sans aucun doute plus lourd...

 

[ordinerf]

ce que je ne pige pas, c'est quel est l'intéret d'un chassis béton si il faut faire un chassis métal avant ?
surtout qu'à ma connaissance le béton est pas très bien métrisé vu que sa qualité dépend de plusieur paramètre dont certain qui sont humain, donc pourquoi faire du béton alors que le métal on le maitrise complètement et qu'on risque pas de fissure ?
serait-ce que vous auriez trouver un béton nouveau et qu'on m'aurait pas informer ?
pourquoi je suis toujours le dernier au courant...

 

[fred250]

l'aventage c'est que c'est peu ou pas trop chére en fonction du béton choisis par rapprt au métal , c'est facile a mettre en ouevre , suffit de faire
un coffrage en bois (et non en métal) qui est facile a travaillé , ont obtient un batie rapidement avec peut de travail
c'est vrai que l'on ne sait pas trop ce que ça donne dans le temps , mais c'est en prenant des risques que l'on fait avancé les choses , entre la théorie et la pratique il y a parfois un gros écart
c'est fort possible que je me plante , mais au moins j'aurais appris quelque chose et ça servira aussi aux autres

max pour tes "u" tu vois ça comment ?
tu veut dire a la place des piliers et poutre dessus faire une arche?

 

[MaX-MoD]

Dans le cas où vous envisagiez de pré contraindre le béton, la contrainte (force) diminuera pas mal avec le temps: /5 en quelques années au max.
Je ne sais pas ce que ça donne avec les bétons haute perf. (demandez des renseignements sur le "fluage" du béton choisi au fournisseur)
Le fluage n'intervient pas en usinage, juste quant il y a les même contraintes pendant un long moment. La machine va donc se modifier sous son propre poids avec les mois/années.
Il faudrais peut être évaluer cette déformation.

quant à la structure de renfort (en acier) à incorporer, elle sera certainement du type treillis, comme un béton armé normal.


pour le U, je veux dire ça:
(c'est pas joli, normal, j'ai pas solids sur nux)

 

[fred250]

c'est une bonne solution d'un point de vue mécanique et pour une machine pas trop grosse ou avec la possibilité de chargé par le dessus , mais la miene fera plus de 1.6m de haut donc je me retrouverais avec un couloir de 1.4m de long pour avoir accés au fond de la machine
je ne vois pas trop d'autres solution a part renforcé un peut les piliers et poutres et puis je vais quand meme pas faire des passes d'un centimétre avec un tourteau de 200

 

[MaX-MoD]

Je n'avais pas vraiment percuté sur les dimensions de la machine.
C'est en effet pas vraiment adapté vu comme ça...


Au fait, il vaut mieux tout faire d'un seul coup ou couler partie par partie?


Max

 

[fred250]

je pense qu'il faut mieux tout coulé en une fois , car les liaisons entre chaque éléments risque de provoqué des point faible car c'est du collage alors qu'en une seul fois ça forme un bloc
et puis en plus si je fait venir une toupie , c'est un 1/2 métre cube mini , donc presque le volume de la machine compléte

( max tu comprend mon choix de moteur maintenant )

je pense que je vait gardé ce type de batie en améliorant quelques détails au besoins
et puis en cas de probléme si la table tiens le coup je remplacerais le reste par une structure en ipn soudé et surfacé sur une grosse fraisseuse si le prix reste raisonable ou alors gratté
de tout façon si personne ce lance ont ne sauras jamais

 

[ordinerf]

voici mon idée de bati, je pense qu'ainsi on équilibre les charges et on diminu les risques de fissure, de plus au centre il y a un trou qui casse la continuité et peut servir pour vider le bac si on s'en sert pour le liquide de coupe.

 

[fred250]

oui mais là tu n'a pas de table pour fixé tes piéces , l'idée a la base c'est de faire une table sur laquelle on fixe les rails du portique mobile ansi que les piéces a usinée , enfin rien n'empéche de faire comme ton dessins et de rajouté une table dessus mais c'est moins simple
mais moi je veut un potique mobile type pont roulant , donc sur ma table je rajoute quatre piliers dans les coins surmonté de poutre sur lequelles seront fixé mes rails , j'ai aigalement prévu d'en rajouté un plus petit sous la poutre pour diminué les contraintes sur les chariots superieurs due a la grande course de la broche

 

[MaX-MoD]

C'est sur que si personne ne se lance on ne connaîtra jamais le résultat

plus j'y pense, plus je sens que je vais faire du béton pendant ma semaine de vacances.
Si seulement je n'avais pas cet exposé à faire

Max

 

[ordinerf]

j'ai juste dessiné un bati après rien ne nous empêche d'y faire des modifs pour y fixer des rails, surtout que tu as la place sur les cotés comme avait dessiné Max-mod avec ses rails de guidage

 

[Sanson]

si vous voyez un truc qui cloche n'hésitez pas

Dans le dessin :
Ne fais pas d'angle à 90 °, passe plutôt par 2 angles à 45°, ou encore mieux un congé.
L'isorel se prête très bien à un profil courbe.
Pour les poutres, la bonne proportion est de 1/3.
Si la largeur fait 1, la hauteur devra faire 3.
Au delà (1/4, par exemple) les moment de torsion prennent le pas sur la flexion.

Les poteaux devant recevoir plus de poussée en longitudinal gagneraient à avoir une section rectangulaire.

Le ferraillage : pour les poutres 4 gros fer TOR (HA Haute adhérence) aux angles, mais à plus de 2 cm de la peau extérieure.
Les quatre fer devront être reliés par des cadres en acier normal (Ce sera une sorte de frette)
Rajoute des fers de même diamétre que tes 4 fers en partie basse, écarté de 1,5 fois le diamétre de tes barres, au minimum.

En bâtiment, on compte 350 kg de ferrailles pour un mètre linéaire.


exemple :

Sachant que la partie basse devra être fortement aciérée.
(Ce qui ne t'empêche pas de fibrer ton béton )



Les aciers des poteaux et des poutres devront être mariés et devront se recouvrir d'environs 10 à 15 D (D étant le diamètre de tes aciers)
Pour toi, ce sera, au moins du 10, voir 16 (Des vrais barres !)

L'acier devra être bien rouillé (Pour éviter toutes traces d'huile ...)

Effectivement, il sera préférable de procéder à une seule coulée continue, il sera également préférable de vibrer ton béton, mais il est inutile d'utiliser un béton type Agilia (Celui-ci étant autolissant et est destiné à des dalles => souplesse)


En cas de problème, tu pourras démolir ...... au marteau piqueur (et relativement facilement)


Tes poutres :

Exemple d'une poutre (gros modéle )
http://www2.equipement.gouv.fr/bulletin ... 50103e.jpg
http://www.civil.usherbrooke.ca/cours/g ... %5CB12.jpg

Section d'un poteaux :
http://ibapwww.epfl.ch/gif/exo6/armature_colonne.gif

Note, également que les extrémités des fers sont toujours recourbés Elles effectuent un retour sur elle-même => ancrage de l'extrémité)


Pour ta machine, tu pourrais t'inspirer de cette structure là (En remettant les éléments dans le bon sens et en les dimensionnant correctement)


Garde à l'esprit que les tensions seront encaissées par l'acier, la compression par le béton.

 

[fred250]

super merci
je vais faire quelques modifs sur la forme du chassis et calculé la quantité de féraille

il y a juste un point qui me chagrine un peut , c'est pour les dimensions de ma poutre , en largeur elle fera 15cm mais je pense m'approché de 20 pour pouvoir utilisé des féraillages standard ce qui me fait une poutre de 45 a 60 cm d'épaisseur pour le métre vingt de longueurs qu'elle fera je pense que si j'ai une séction 20 par 25 ça devrait déja étre bien rigide non ? j'ai insisté sur le fait que ma broche serai loin d'étre un drémel mais je serais trés loin de lui demandé la meme chose qu'a un fraiseuse conventionel de 2t
qu'elle est a ton avis la section minimum résonable pour ma poutre

 

[Sanson]

j'ai une séction 20 par 25 ça devrait déja étre bien rigide non ?
qu'elle est a ton avis la section minimum raisonnable (et non résonable ...) pour ma poutre

Ca ira, du moment que tu ne t'approches pas trop des 12 cm fatidiques qui ne permettent plus un bon enrobage des armatures et une bonne réaction chimique du ciment.

Tu peux, également, incorporer du ciment "Fondu" (Plus foncé, initialement prévu pour les cheminée), en place d'un sac de Ciment CPJ (=> Le Standard)
Attention ce ciment tire plus vite.

Une poutrelle carré t'apportera une plus grande rigidité en latéral.

 

[fred250]

bon... je crois que la j'ai tous les élément pour débuté le coffrage
faut juste qu'ottelo me livre mon colis pour que je puisse faire mes insert
merci

 

[MaX-MoD]

ajout d'un doc: "Comparatif des propriétés mécaniques du ciment en fonction des renforts ajoutés "
ça fera partie de mon exposé alors comme ça servira ici.
SI vous avez plus d'infos sur le sujet, faites-moi signe

Max

 

[Sanson]

Intéressant :
http://www.ductal-lafarge.fr/lafarge_DU ... _annex.pdf

 

[MaX-MoD]

Intéressant :
http://www.ductal-lafarge.fr/lafarge_DU ... _annex.pdf

Très intéressant en effet sanson.

Les grandes lignes:

• Rigidité 50GPa (60% de celle de l'alu)
• Résistance à la compression environ 120MPa: très supérieure à la plus part des bétons
• Résistance à la traction moyenne : 8MPa (800g/mm²), même après le traitement thermique recommandé (5MPa sinon)
• Résistance à la flexion bonne
• Coefficient de dilatation thermique 12µm/m/°C (identique à l'acier)
• Excellent comportement face à la fatigue (non agrandissement d'une fissures même après 1.2M de cycles)

Max

 

[Sanson]

• Etanche à l'eau, à l'huile, à l'air.
• Cicatrise les fissures éventuelles (Il s'auto répare)

C'est le Ductal de Lafarge. (J'en parle depuis un petit moment.)