Ayant dans l'idée de réaliser certaines maquettes de forme plus complexes que celle du phare des pierres noires (par exemple la chapelle de Ronchamp) il me fallait pour cela pouvoir sculpter et découper des morceaux de polystyrène ou de bois de façon précise.
Je me suis donc lancé dans la construction d'une machine à commande numérique 3 axes capable d'accueillir mon Dremel. Le principal critère était le budget, je me suis donc fixé celui ci à 500 € tout compris. Avec un tel budget hors de question d'utiliser des tiges filetées à pas trapézoïdal, douilles à billes ou autres butées à rouleaux d'un prix prohibitif, même sur Ebay .... Je devais pouvoir réaliser la partie mécanique avec du matériel de grande surface.
C'est parti.
Tout d'abord les plans.
Ensuite il me fallait un ordinateur pour piloter tout le bazar. Pas besoin d'une bête de course mais en revanche il me fallait un port parallèle qui n'existe plus sur les cartes mères récentes. Heureusement j'avais dans mon stock de quoi en monter un.
Puis la plus grosse part du budget à savoir les moteurs pas à pas, la carte de contrôle et l'alimentation 36V. Après pas mal de recherches sur le net j'ai choisi un kit de chez Modellbau-Letmathe avec un moteur en plus et des manchons d'adaptation.
Et c'est parti pour la construction proprement dite. Tout le matériel de construction provient de chez Casto et Brico Dépot. Medium de 16, cornières alu, pieds de table, visserie, boulonnerie, tiges filetées de 8 ...etc. Les roulements à billes sont des roulement de rollers de chez Decathlon.
Les axes des X suivant la technique de la super Spartia de Papy Kilowatt :
L'axe des Z avec deux colliers pour mât d'antenne afin de fixer le Dremel.
Le système de guidage de la tige filetée avec compensation du jeu est un détournement du système utilisé par les CNC à fil chaud amateur. Un collier de serrage de plomberie vient serrer un morceau de tuyau caoutchouc dans lequel sont prisonniers deux ecrous, par la suite j'ai supprimé les rilsan et mis un bout de tube alu comme entretoise entre les 2 écrous dans le tuyau.
Le chariot des Z monté sur celui des Y. La coulisse est faite par des glissières de tiroir de chez Casto.
Le chariot des Y monté sur son support toujours en utilisant la méthode Papy Kilowatt. Je suis un peu dubitatif quant à sa tenue dans le temps mais on verra bien ...
Chariot des Z sur charriot des Y celui ci sur son support, les moteurs sont fixés manquent juste les tiges filetées.
Le guidage des Y, on aperçoit la tige filetée des Z en place à droite.
Le portique complet avec les moteurs câblés.
Le câblage passe dans les pieds et court le long de la table dans une gaine.
Un des paliers des tiges filetées des X, roulement de roller bloqué par une grosse rondelle.
Un des chariots des X avec son principe de guidage. L'avantage de ce système est qu'il n'utilise que 4 roulements par chariot, l'inconvénient est que tout le poids du portique repose sur un point de chaque roulement et marque l'alu des cornières.
Deux roulements plaquent le chariot des Z sur celui des Y pour compenser le jeu des glissières de tiroir.
Le palier de la tige filetée des Y, encore un roulement de roller.
Vue d'ensemble à ce stade, tout est câblé et fonctionne. Ici un premier test de traçage avec un stylo à bille monté sur ressort.
J'utilise le logiciel Mach3 pour piloter la carte et les moteurs.
Après quelques réglages des inputs, tout fonctionne nickel.
Puis un test de découpe avec la Dremel équipée d'une fraise de dentiste.
Après un mauvais réglage des 2 moteurs maître-esclave des X le portique s'est mis en crabe et le système Papy-Kilowatt montre ses limites, la colle des rails des X cède ! Démontage des chariots et modification de la conception. Je rajoute des roulements pour supporter le poids du portique et rivète la cornière à ses supports. Mais je conserve le principe de guidage en V !
A l'avenir il faudra que je veille ce que ces deux moteurs soient bien synchrones !! Ici on aperçoit bien le système de rattrapage de jeu sans les rislan et avec l'entretoise en alu.
Il est temps d'habiller un peu le câblage et l'électronique. J'utilise une prise d'alimentation de PC pour connecter les 16 fils au boîtier et une tôle d'alu de 1mm pliée pour cacher les raccords électriques. L'interrupteur est celui du Dremel. Attention cependant la prise chauffe beaucoup lors de l'usinage, mais pour l'instant rien n'a fondu !
Le boitier pour l'électronique, à nouveau tôle d'alu de 1 découpée, pliée et rivetée dans les angles.
Avec un petit ventilo de PC, un interrupteur et un voyant on/off.
A l'aide de tuyaux d'évacuation PVC j'ai raccordé un vieil aspirateur ce qui permet d'aspirer toute la poussière de polystyrène ou médium directement au départ de la fraise.
Tout est fin prêt pour un usinage 3D. Le modèle : un crâne modélisé sous Sculptris.
Export en .obj, conversion en .stl grâce à MeshLab.
Puis import dans Catia V5.
Et après la définition du programme d'usinage et sa simulation, écriture du G-Code lisible par Mach3.
Il n'y a plus qu'à laisser faire la machine et voilà le résultat après un léger ponçage pour éliminer les ressauts de l'outil.
J'ai utilisé une fraise classique de 4mm, avec une fraise à bout sphérique les ressauts auraient été moindres mais ce n'est qu'un test ....
Et voilà, la machinatoufaire est prête à tout faire.
