Projet d'une CNC avec 6ml de profilé UPE120

[RacingMat]

Bonjour,

Voici une première ébauche de mon projet :

cahier des charges

• dimension de travail A3, hauteur 150mm

matériaux :

• bois,
• mousse (contre-forme pour thermoformage),
• alu (surtout découper des formes dans des plaques de 6 à 10mm),
  
• si possible : des perçages (trous et trous oblongs) dans de l'acier de 3mm d'épaisseur : pour permettre ensuite des assemblages ou le montage de rails par exemple (simulateurs dynamiques)
  
  
• pas forcément rapide (usage amateur ponctuel)
  
  
• budget environ 1500€

principe de construction

• structure soudée (parce que j'aime souder !)
• portique fixe (plus simple et j'ai un peu de place à lui dédier dans mon atelier)
  
• utiliser un seul profilé pour toute la structure : meilleur coût
• avec 6ml de profilé UPE120

approvisionnement

• UPE120 : 90€ la barre de 6ml
  
• rails prismatiques HGH15 (pour plus de rigidité) : voir ce kit à 330€+taxes
  350/650/1050mm
• moteurs PàP 1,8 N.m
  
• broche 2,2kW watercooled ?

ça donnerait ceci : environ 80kg
*old link*

ou cela avec plateau mobile :
*old link*

Une difficulté pour le moment, serait de trouver un usineur capable de reprendre les surfaces de portée des rails pour mettre tout ça parallèle et perpendiculaire... sinon il faut envisager le portique fixe mais démontable puis goupillé.

Qu'en pensez-vous ?

 

[fred03800]

Salut
un beau projet !
ce n'est que mon avis mais je préfère la version1 (première photo)
par contre qlq point:
* il faudrait que le Upn de la base de ton portique face toute la largeur (en le plaçant sous les 2 traverses du chassie)
* portique démontable sinon galère à rectifier
* pour les rails du Y le mettre sur la même face ce sera plus facile et rapide à usiner

C'est deja dur de trouver un usiner qui veille bien faire un travail unitaire de ce type, il faut mettre toute les chances de son coté en faisant le plus simple possible pour les surface à usiner

 

[RacingMat]

Merci Fred03800 !

Oui, pour le moment je n'ai pas trouvé d'usineur pour ce boulot... et j'ai peur que ca n'entame sévèrement mon budget. Vous avez des prix pour l'usinage des portées ?

Le décalage des rails Y sur deux plans perpendiculaires s'inspire des grosses CN pro. Si pas d'usinage en atelier, je reverrai cette partie en la simplifiant (un seul plan).

Si je passe l'UPE dessous alors il faudrait que j'augmente la hauteur du portique...

 

[RacingMat]

Par rapport à des conceptions en tubes, pensez-vous que cela vibrera moins ?

je n'ai pas le module Xpress complet de solidworks pour tester les modes vibratoires...

j'ai une belle inertie et épaisseur (pour rattraper la portée des rails) :

UPE 120 : Ix= 363 cm^4 et Iy=55 cm^4
à comparer par exemple à un tube carré 50x50x5 : I=31 cm^4

 

[stanloc]

Attention car se dire je vais enlever de la matière sur un tel profilé laminé pour rattraper d'éventuelles imperfections de géométrie, c'est courir un risque certain car ce genre de profilé est plein de contraintes et si on usine d'un côté on rompt les contraintes localement et le résultat peut être pire qu'avant.
Par ailleurs quel est l'état de surface de ces profilés en U ? généralement ils sont couverts de calamine et leur décapage peut là encore être lourd de conséquence alors que les tubes d'acier carrés et rectangulaires se trouvent dans des qualités telles que leur état de surface est tout à fait convenable.
Alors il y a encore la solution que je propose depuis longtemps mais qui ne séduit personne et pourtant. Elle consiste non plus à reprendre les surfaces de références par enlèvement de matière mais par addition de matière.
Pour faire court, on fait la structure aussi bien que possible du point de vue géométrie et les guidages linéaires sont fixés par boulonnage normal sur du plat étiré en acier et ceux-ci sont d'abord placés sur un lit de résine chargée, positionnés parfaitement tant que la résine le permet et lorsque la résine est dure on parfait la fixation des plats par vissage.
Le dénommé Uriel ici même a montré sa réalisation d'une cnc en béton. Il a PRESQUE fait comme cela mais pas tout à fait. L'idée est la même mais le process pas du tout pareil.
Stan

 

[RacingMat]

merci pour le tuyau
ça me semble en effet mieux d'ajouter ! que de retirer... et de faire apparaître des déplacements par relâchement des contraintes

 

[fred03800]

Pour faire court, on fait la structure aussi bien que possible du point de vue géométrie et les guidages linéaires sont fixés par boulonnage normal sur du plat étiré en acier et ceux-ci sont d'abord placés sur un lit de résine chargée, positionnés parfaitement tant que la résine le permet et lorsque la résine est dure on parfait la fixation des plats par vissage.

Bonjour,
une solution de dépannage qui doit marché mais 3 questions:
comment positionnes tu "parfaitement" les 2 plats d'acier ?
qu'appelles tu du plat étiré en acier (épaisseur, précition, droit....je connais le rond étiré ou le "stub" c'est bien mais moyen en terme de précision pour du guidage de cnc) ?
suivant l’épaisseur cela peu ce courbé légèrement pendant la pose?

 

[stanloc]

Bonjour,
une solution de dépannage qui doit marché mais 3 questions:

Je t'invite à élargir ton domaine de connaissances car cette technique est très utilisée dans l'industrie, je n'ai rien inventé comme toujours. Le problème par contre c'est que les résines parfaitement adaptées à cette utilisation ne sont pas vendues aujourd'hui au détail alors qu'à l'époque où j'en ai eu connaissance (il y a 45 ans) SKF en France en vendait au détail.
Pour le vocabulaire au sujet des aciers marchands tu trouveras facilement de quoi il est question.
Stan

 

[RacingMat]

J'ai trouvé une référence d'un produit que tu évoques @stanloc mais je ne sais pas s'ils vendent au détail.
Il y a un site en Allemagne
http://diamant-polymer.de/en/products/dwh/ (anciennement MOGLICE)

Voici les infos :
Moulage sur place au micron près. Assemblage permanent ou temporaire des éléments. Précis, rapide et sans usinage."
"Micron-precise moulding on the spot. Permanent or temporary connection of components. Exact, fast and without machining." Voir la pièce jointe moglice 05-td-dwh-gb.pdf

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[stanloc]

Oui il s'agit de ces produits pour lesquels nous n'avons pas pu trouver de détaillant, un cnciste et moi il y a quelques années sur ce forum.
Ton problème principal vient de ce que tu veux faire une cnc entièrement de ton jus et donc il va te falloir payer les pots cassés car tu n'auras jamais de certitude quant à tes choix. Si on ne veut pas passer par une période de tests de faisabilité il faut choisir de faire la même chose que tout le monde car là l'expérience a montré ce qui va bien et ce qui ne va pas.
Mais dans la catégorie essais préalables tu pourrais déjà réaliser ton portique selon ton esquisse et voir ce que tu es capable d'obtenir en qualité de respect de la géométrie. On ne sait pas quelle est ton expérience en soudage non seulement sur la qualité des cordons mais surtout sur la maîtrise ou non des déformations. Souder une structure comporte plusieurs aspects que seul quelqu'un d'expérimenté peut aborder avec succès.
Stan

 

[yvon29]

Bonjour

Belle réalisation en perspective : je vais suivre avec attention

des suggestions:
les Upe sont souvent doublés dans ton design
sauf les montants verticaux : il y a là une rupture d'inertie : trop gros changements dans les sections...
tu pourrais retourner ces Upe ( comme ça ça ferait plus fini directement) et fermer les"boites" côté intérieur en soudant de la tôle de 6 ou 8 par exemple... Ou encore bien sûr en doublant les Upe comme ailleurs.

en plus je rajouterais des goussets à 45 degrés à TOUS les angles rentrants en soudant des Upe coupés d'onglets ( en récupérant les petits triangles pour boucher les trous...)

Je également que la jonction des Upe longitudinaux avec devrait être renforcée: il manque une entretoise entre les deux rails
Tout ces renforts te permettront de fraiser même de l'acier!!!

ta broche fera 2200 watts peut elle tourner à basse vitesse genre 200 trpm ? Son coût est il compris dans le budget de 1500 € ?

côté esthétique ou cosmétiques:
retourne les upe au bout des poutres longitudinales: si tu utilisais du tube carré de 120 ça irait aussi bien et les coins arrondis seraient un mieux côté esthétique et ça fait moins mal quand on se cogne dedans...

 

[coredump]

Pour la résine, Loctite a pas mal de résines chargées métal qui conviennent, soit en liquide sois en pâteux. Je n'ai plus le numéro en tête, je regarderai celle que j'ai à la maison.
Pas besoin de moglice/turcite qui sont elles faites pour le glissement.

Une autre technique est celle qui avait été utilisée par Micluc sur sa CN en béton époxy: un plat étiré acier usiné afin de faire des plots, usinage des deux faces symétrique pour minimiser les contraintes, puis gratage des plots qui reçoivent les rails au niveau des vis.
Le truc c'est d'utiliser un niveau de précision pour vérifier deux à deux les plots.
Ensuite on monte un rail avec une règle de référence et le deuxième rail par rapport au premier.

 

[RacingMat]

@stanloc : je comprends bien ton avertissement et je le plussoie ! Je fais exactement les mêmes recommandations aux nouveaux qui se lancent dans les simulateurs dynamiques
- soit ils suivent les recettes et c'est plus rapide et moins coûteux
- soit ils veulent inventer un concept et c'est plus long, plus cher et pas forcément satisfaisant au final (...si ça aboutit...).
Personnellement, pour avoir suivi des recettes et pour avoir défriché : je saisis bien la différence

Sur le sujet des CNC, je trouve qu'il manque juste quelques tutos sur différentes gammes de CNC. On trouve énormément de tutos pour des CNC avec des glissières de tiroir, mais ensuite... je n'ai pas trouvé. Pas mal de reportage, oui mais pas de recette de A à Z (voir par exemple simulateur ou volant). Ou je n'ai pas bien cherché...

@yvon29 : merci pour tes retours
"ça fait moins mal quand on se cogne dedans..."
Oui mais le concept était de limiter les coûts en n'utilisant qu'un seul type de profilé et qu'une seule barre de 6 mètres (car je n'ai aucun stock chez moi). Après ça a ses limites... dont celles que tu cites

Oui, pour les renforts, on sent que ça serait nécessaire

la broche serait une chinoise classique avec inverter Hanyang : donc pas de couple à moins de 8000 tr/min

@coredump : ce serait chouette d'avoir une référence Loctite, merci !
pour la résine DIAMANT/MOGLITE, il y a aussi des références collage et pas glissement

Merci pour le détail du mode opératoire c'est tentant aussi

 

[stanloc]

@yvon29 ; tous les renforts que tu évoques signifient que tu n'as jamais soudé deux UPE selon le schéma présenté, sinon tu saurais qu'ils sont totalement superflus. Revoies les courses envisagées et donc la longueur des segments de profilé.
L'avantage des UPE par rapport à des tubes c'est que les fixations ensuite se font très facilement.
Micluc n'a absolument pas suivi le même processus que celui que je propose. Mais SURTOUT sachez que je n'ai fait que suggérer une échappatoire à l'usinage des portées des guidages. Si on a la machine sous la main il ne faut pas s'en priver d'usiner des portées mais en sachant que ce n'est pas gagné.El patenteu ici a montré une cnc avec des portées usinées.
Stan

 

[RacingMat]

C'est plutôt surdimensionné en UPE120 mais c'est un compromis : coût du profilé (UPE150 ça s'envole), rigidité et simplicité

je dois continuer à chercher un usineur...
Si c'est ok, j'ajouterait un profilé laminé (à chaud ou à froid ?) sur l'UPE pour avoir de l'épaisseur à reprendre.

 

[stanloc]

Si c'est ok, j'ajouterait un profilé laminé (à chaud ou à froid ?) sur l'UPE pour avoir de l'épaisseur à reprendre.

Oui mais attention le portique va poser problème car si tu le fixes au reste du châssis tu ne pourras plus usiner les portées sur la base et si tu fais usiner les portées du portique avant de le fixer sa soudure au châssis risque de détruire la bonne géométrie des guidages sur le châssis.
Stan

 

[RacingMat]

Et la solution rails sur le plateau et patins sur le bâti, elle ne serait pas mieux pour cela
le portique ne gênerait pas pour l'usinage des portées des 4 patins aux extrémités

 

[Alex31]

Bonjour

Et la solution rails sur le plateau et patins sur le bâti, elle ne serait pas mieux pour cela
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dans les cas "rails sur le plateau"
tu peux placer l'axe de la broche au centre des 4 patins fixes (ce qui ne semble pas étre le cas sur ton dessin)

en usinage, la fraise sera toujours centré par rapport aux 4 patins fixes

 

[RacingMat]

Oups, merci @Alex31 en effet : j'ai modifié trop vite

 

[fred03800]

Le probleme que tu as avec ce système c'est que tu as une table plus grande que ta course, que tu ne pourras pas rectifié par ta propre machine et pas c'est dimension sera plus lourde.

Oui il faut vraiment envisager le portique démontable.

Sur ma fraiseuse (qui est en pause pour l'instant le temps de finir de rassembler les dernier élément) j'ai soudé sur les 2 Ipn de 160 (qui me servent de longeron) 2 fers carré de 20x14mm qui ont été usiné pour y recevoir les rails, depuis 4ans que c'est fait cela n'a pas bougé.

 

[RacingMat]

@fred03800 : oui, c'est plus encombrant mais je pensais pouvoir aussi rectifier ma table dans ce cas aussi, non ? Enfin au moins ma surface de travail

J'avais vu ta machine à découper au laser mais pas ta fraiseuse... je vais regarder ça c'est cool d'avoir un retour après usage

 

[fred03800]

Enfin au moins ma surface de travail

On parle bien sur ici de la solution la plus économique donc de rectifier le dessus de la table une fois la machine fini. Dans ce dernier cas tu ne pourras pas faire toute la surface et du coup ta surface de travail sera plus bas que les extrémité ce qui sera vraiment embêtant pour brider plein de pièce.

je vais regarder ça c'est cool d'avoir un retour après usage

heuu...après usage...elle est encore loin d’être fini

 

[RacingMat]

dans ce cas, je peux utiliser une fausse table qui serait aux dimensions de travail ?
je pourrai la rectifier puis poser des pièces qui "débordent" et les brider à partir de la table de dessous

heuu...après usage...elle est encore loin d’être fini

ah, ok ! donc quand tu dis que ça n'a pas bougé, ça n'a pas été contrôlé avec l'usage ou un outil de mesure type micromètre entre avant et quelques mois plus tard. Si c'est juste à l'oeuil, ça ne valide pas vraiment la stabilité

 

[fred03800]

ah, ok ! donc quand tu dis que ça n'a pas bougé, ça n'a pas été contrôlé avec l'usage ou un outil de mesure type micromètre entre avant et quelques mois plus tard. Si c'est juste à l'oeuil, ça ne valide pas vraiment la stabilité

Lors de sont déménagement j'en avait profité pour démonter la table et ainsi vérifier les 2 portées des rails de 220cm avec une règle de précision ( un truck monstrueux de 3m et de 30kg), certes pas d'outil et de mesure au "micrometre" ni vérifié le vrille mais après ce teste rapide pour ma par la stabilité dans le temps est validé, je ne demanderai pas à ma machine d'usiner une pièce parfaitement plate au centième sur 140x80cm.

 

[RacingMat]

La classe le matériel !! Merci pour ces précisions @fred03800 ca donne plus de poids à ton retour d'expérience