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La Super Spartia de bureau Désormais, plus d’excuse pour les modélistes en appartement! Voici un dossier détaillé pour se construire une CNC compacte qui se porte à la main toute montée et tient dans le coffre de la voiture! AJOUT DU 18/8/2009 : La table a été réalisée avec des moteurs 55SI de 48 pas/tours. Je ne suis pas trop satisfait des miens et je vous incite vivement à faire les modifications nécessaires pour utiliser des 96 ou 100 pas/tours. Cerise sur le gâteau, j’ai conçu un montage des guides des Y qui permet de se passer d’une perceuse à colonne sans galérer et en obtenant une bonne géométrie! Le budget quant à lui est minimal pour une précision qui ne laisse rien à désirer.
Téléchargement des plans & modifications Voici le plan : au format dxf... au format tcw7.1... au format pdf Les modifications suivantes n'ont pas été apportées sur le plan mais sont à prendre en compte : - les vis à tête fraisées de fixation des supports d'extrémité de tige filetée des X et celles de fixation des chariots sur le porte-écrous sont à remplacer par des vis à tête ronde, avec une rondelle et un trou de passage très large, ceci pour permettre les réglages avant bloquage, - l'écartement des roulements des chariots des Y doit être percé à 31mm plutôt que 32mm (voir article), - les trois trous de passage des boulons porte-roulements doivent être oblongs (et pas seulement 1). Outillage Scie sauteuse avec lame à bois et lame à métal, perceuse et forêts à bois et à métal (dont un forêt à bois plat de diamètre 20mm), scie à métaux et lame neuve, lime fine, lime queue de rat (ou d’affûtage des chaînes de tronçonneuse), clés plates de 13 - 8 - 7, papier de verre, tournevis plat, visseuse ou tournevis cruciforme et poignet costaud, ciseaux, si possible (mais pas obligatoire) taraud M6, filière M6, touret à meuler, etc. Matériaux
(Il manque quelques éléments sur la photo.) 1 plateau 44cm x 60cm (dans mon cas) de CTP 18mm BIEN PLAN, chutes de CTP 18mm, chutes de CTP 9 ou 10mm, 1 tige filetée de M8 x 1m BIEN DROITE, 2 ou 4 tiges filetées de M6 x 1m BIEN DROITES (on pourra en acheter plus et prendre les tronçons rectilignes), 2 tubes d’aluminium brut (pas anodisés c’est moins costaud) de 10mm x 1m, 4 cornières d’aluminium brut (pas anodisées) de 15 x 15 x 1.5mm par 1m, 8 écrous M6 (laiton si possible, on en trouve en boite de 10), 24 écrous M8, 24 rondelles de 8mm (diamètre extérieur 18mm environ, surtout pas 22mm), 4 boulons M8 x 25 (ou retaillés à 25), 6 boulons à tête fraisée de M5 x 50mm, 18 écrous M5, 12 rondelles de 5mm, 10 roulements de roller, skate, référence 608ZZ (les basiques avec flasques en métal, surtout pas de joint à lèvre), 2 cornières de chaise de 60 x 60mm, 32 vis à bois à tête fraisée cruciforme de 3.5 x 16mm, 6 vis à bois à tête ronde cruciforme de 3.5 x 20mm (fixation moteurs), 4 vis à bois à tête ronde cruciforme de 3.5 x 25mm, 8 vis à bois à tête fraisée cruciforme de 3.5 x 35mm environ (assemblage support plateau), 4 boulons M4 x 25, 6 écrous M4, 4 rondelles de 4mm, résine époxy rapide type Araldite rouge, résine époxy normale (ou Araldite lente) + charge épaississante (microballons, silice, poussière de ponçage…), 4 moteurs pas-à-pas 55SI, pour les chariots des Y, de l’epoxy cuivré double face (idéal) ou simple face (ça marche aussi très bien) ou à défaut du plat d’aluminium de 30mm de large et une petite chute de circuit imprimé récupéré sur une vieille carte d’appareil électroménager ou de PC qu’on collera sur l’alu pour tenir le fil, voir les dimensions sur les plans, 20cm de durite d’aquarium diamètre extérieur 10mm, intérieur 8mm environ, 20cm de durite (silicone si possible) pour solidariser les axes des moteurs avec les tiges filetées, 8cm de corde à piano de 2mm (ou petits boulons ou axes de 2mm) (facultatif si on dispose d'un touret à meuler), du papier sulfurisé, ce que j’ai oublié, à vous de me le dire… Bon, vous avez tout ? Alors..GO ! Je vous propose de commencer par le plateau, comme ça vous saurez où ranger les chariots quand ils seront faits ! Tout commence par la fixation des guides constitués de cornières alu sur la tranche. Inutile de vous dire que la qualité de votre montage conditionnera directement l’existence ou non de points durs et la rectitude de la trajectoire des chariots. On va donc soigner tout ça et pour cela coller les rails avant d’assurer leur fixation avec des vis (un bonne géométrie obtenue directement avec une fixation par vis, ça s’appelle soit un coup de bol, soit un surdoué – y’en a !). AJOUT DU 18/8/2009 : C'est Philippe Carpentiers (alias Papy Kilowatt) qui a inventé le système de guidage de cette table. Je vous conseille vivement d'étudier attentivement l'article sur sa table DFC+F et notamment la description de la façon dont il assemble et visse les guidages qui est meilleure que celle décrite ci-dessous. Vous la trouverez ici : http://papykilowatt.free.fr/html/Super%20Spartia%20DFC+F1-2.htm A noter que Papy utilise des cornières de 2 mm d'épaisseur, mais je n'en ai pas trouvé. Découper dans chaque cornière l’extrémité avec l’étiquette de prix, inutile de s’escrimer dessus avec les ongles et l’essence F, on n’en a pas besoin. Découper ensuite une fois la longueur de la table moins 2mm (soit 598mm ici). Couper ce qui reste en 4. Une bonne façon de procéder est d’empiler les 4 cornières et de les scier en même temps. Ca évite de les déformer et ça va 4 fois plus vite !
Coller à lépoxy rapide 4 petits morceaux sur chaque grand (après avoir dépoli la surface de collage), sans mettre trop de résine et en faisant bien glisser les pièces entre elles pour chasser l’air, en travaillant sur un papier sulfurisé posé sur le plateau (BIEN PLAN !) de la table.
AJOUT DU 18/8/2009 : J'enfonce le clou, Papy fait différemment et c'est mieux parce que ça laisse de la place pour les têtes des vis, en plus il colle à la cyano ce qui est plus simple! http://papykilowatt.free.fr/html/Super%20Spartia%20DFC+F1-2.htm Tracer les emplacements des rails sous le plateau, je sais les cotes sont bizarres, mais c’est comme ça c’est tout ! Préparer une douzaine de ml de résine normale et la charger pour qu’elle ne coule plus. Coller les rails sous la table au niveau des petits morceaux de cornière. Veiller à ne pas mettre de résine sur les points de contact des roulements. Vérifier cinquante fois l’écartement des rails qui doit être le même à chaque extrémité, ainsi que la distance de la pointe de la cornière au dessous du plateau. Bien laisser sècher.
Assurer la fixation avec 2 vis de 3.5 x 16 de part et d’autre de chaque petit morceau de cornière (voir plan). Recouper les équerres de chaise en fonction des emplacements de moteurs (voir plan) et les repercer au diamètre 5mm pour la fixation du moteur. Préparer les petites pièces supportant l’extrémité des tiges filetées et les fixer avec une vis 3.5 x 16. Préparer le support du plateau : assembler avec les vis 3.5 x 35mm le raidisseur central et les deux flasques d’extrémités. Fixer le plateau avec 4 vis entre les flasques et sur le raidisseur en prenant garde à ne pas le courber. Il faudra le démonter pour mettre les chariots en place, donc surtout ne rien coller. Préparer les systèmes d’entraînement des X : découper les petites pièces en CTP supportant les écrous et la durite, percer les trous et passer un morceau de durite de 50mm à travers. Roder une tige filetée M6 dans une filière (ou à défaut dans un écrou), roder les écrous en laiton au taraud (ou à défaut avec une tige filetée), visser un écrou laiton à l’extrémité de la tige et l’entrer en force dans la durite d’un côté du morceau de CTP en l’amenant à environ 2mm du CTP. Faire de même de l’autre côté, puis visser la tige filetée dans les deux écrous pour tester la dureté et le jeu du dispositif. Modifier l’orientation relative des écrous et leur parallélisme jusqu’à ce que le jeu soit supprimé sans que le frottement soit trop dur, sans que la tige filetée touche la durite, et avec les écrous le plus proche possible du CTP. Ca peut prendre une bonne dizaine de minutes pas côté, mais les performances dépendent aussi beaucoup de cette étape. Couper la durite en excès.
Couper les tiges filetées à la bonne longueur en montant le moteur à blanc. Percer un trou de 2mm au centre de l’extrémité des tiges filetées et y coller à la cyano un bout de corde à piano de 2 x 20mm. Les possesseurs d'un touret à meuler pourront aussi meuler l'extrémité de la tige en la tournant pour l'affiner. C'est l'option que j'ai retenue et ça marche très bien. Assembler les tiges filetées sur les moteurs avec de la durite, bien centrées, visser les systèmes d’entraînement au milieu des tiges puis mettre l’ensemble en place en fixant le moteur avec une vis à bois à tête bombée et un boulon M4. Il est tout beau, il sent bon le sable chaud et ça commence à avoir sérieusement de la gueule, non ? Ca motive pour la suite : les chariots. Allez hop ! Découper les trois pièces en CTP de chaque chariot : la base et l’extrémité en CTP 18mm et les entretoises de fixation des moteurs en CTP 10mm, effectuer tous les perçages le plus perpendiculairement possible, sans oublier le trou oblong de réglage de l’écartement des roulements. Découper 8 morceaux de tige filetée M8 de 90 à 100mm de long. Les visser dans les trous prévus en mettant les écrous à ras et en mettant bien des rondelles partout. Serrer avec modération pour éviter d’écraser le CTP de façon non uniforme. Normalement les tiges doivent être parallèles (à très peu de choses près). Découper 4 morceaux de tube alu de 40cm (dans mon cas). Faire un montage à blanc en les enfilant sur les tiges filetées. Les tubes doivent se monter sans trop forcer et être quasiment parallèles, avec éventuellement un très léger vrillage relatif. Sortir les tubes aux ¾ des tiges filetées et enduire les tiges d’époxy rapide. Enfoncer à nouveau les tubes, essuyer l’excédent de colle et maintenir les tubes parallèles pendant le séchage. Joli, non ?
AJOUT DU 18/8/2009 : Papy a repris l'idée sur la DFC+F, comme quoi l'idée est bonne ;-). Coller et clouer les entretoises en CTP de fixation des moteurs. Le dégagement de l’écrou doit être tel qu’on peut le dévisser avec une clé à pipe, ceci pour conserver la démontabilité des tubes.
Découper les flasques du chariot des Y en époxy cuivré (ou alu+petit morceau d’époxy), à la scie sauteuse avec lame pour le métal. Percer puis rendre les trous diamètre 8 oblongs à la lime queue de rat pour pouvoir resserrer les roulements sur le tube. Les cotes du plan sont en effet les cotes théoriques, mais dans la réalité les jeux et tolérances cumulés font que les roulements doivent être plus rapprochés. Faire un montage à blanc sur les chariots avec les boulon M8 x 25 et des rondelles en entretoise entre les roulements et les flasques. Normalement, l’épaisseur et le diamètre des rondelles doivent être tels que les roulements peuvent tourner et qu’il subsiste juste un très léger jeu entre les flasques et le tube alu. Vérifier que le trou de sortie de l’axe moteur est bien en face de la partie étroite des flasques. Monter deux écrous M6 en laiton rodés dans un bout de durite et ajuster le jeu de l’ensemble. Glisser la durite entre les flasques et caler l’écrou du bas le plus possible contre les flasques.
Régler la position des roulements pour que le chariot soit horizontal, régler le jeu sur l’autre tube avec un boulon M4, un écrou et un contre-écrou. Enfiler les roulements sur les boulons M5, les bloquer avec un écrou sans rondelle, vérifier la perpendicularité, visser un autre écrou, enfiler une rondelle, enfiler le tout sur le chariot, enfiler une rondelle puis terminer avec un troisième écrou.
Couper les tiges filetées d’entrainement des Y à la bonne longueur, percer les extrémités et coller à la cyano un bout de corde à piano de 2 x 20mm.
Fixer le moteur en place à l’aide de 2 vis à bois à tête bombée.
Démonter le plateau, le poser sur le bord d'une table et mettre en place les chariots. Régler la perpendicularité sur tous les axes en jouant sur les écrous des roulements puis bloquer le tout.
Fixer le chariot avec une vis à bois sur le système d’entraînement.
Remonter le plateau sur son support. Ayé! La photo ci-jointe permet de juger de la compacité de l'ensemble.
Pour connecter les moteurs 55SI, inutile d'utiliser les petits circuits imprimés prévus sur le site d'Olivier Ségouin, chaque patte métalique peut directement être enfilée sur deux contacts de la prise 2 x 7 contacts. Une pince plate fine assure le mise en forme.
Ensuite six jolies soudures avec un fer chaud laissé peu de temps.
Et enfin une jolie isolation avec le pistolet à colle et du papier sulfurisé pour lisser la colle.
Pour l'arc, j'ai utilisé du tube alu de 10mm de côté pour les montants latéraux et un tube carbone de 6mm pour la partie horizontale. Les tubes alus sont percés en biais diamètre 6mm pour que les côtés de l'arc soient droits une fois la tension réglée. L'alimentation du fil est directement connectée sur l'alu.
Le carbone étant conducteur, j'ai scié le tube en deux et je l'ai rabouté dans un tasseau de pin percé à 6mm de part en part avec une petite calle en bois entre les deux morceaux.
Quelques encoches dans les tubes carrés évitent que le fil ne glisse. Pour fixer ce dernier il suffit de faire une boucle autour du tube alu et de "tournicoter" un peu le fil. J'ai passé les tubes et les tiges filetées au téflon en bombe pour accastillage de bateaux. Ca m'a l'air moins efficace que le silicone en bombe. Les tests effectués avec Jedicut montrent que le fonctionnement le plus doux est obtenu en mode demi-pas. Il apparaît que les moteurs 55SI dont je dispose sont quand même nettement moins bien que les 100 pas Conrad en terme de bruit et de douceur de fonctionnement. La table en situation :
J'ai environ 440mm de course en X et environ 285mm en Y (arrivée en butée de l'arc, mais je dispose en réalité de 100mm de plus). Il me reste à mettre un papier millimétré, une vitre, à faire des tests de chauffe avec ce nouvel arc, et à concevoir un bidule à découper avec! AJOUT DU 18/8/2009 : à l'usage, il apparaît qu'il serait très intéressant d'avoir une table en deux parties déparables pour avoir un plateau de largeur variable. Il est par ailleurs possible de mettre l'arc au-dessus. Il est guidé par deux tubes carbones de 4 enfichés dans des foureaux en laiton dans le haut des chariots, avec une petite butée en balsa collée à la cyano (ils sont amovibles).
(C) Renaud ILTIS - Novembre 2006 |
| CNC : une table de bureau |
