CNC Découpe Fil chaud, quoi de neuf ?

Depuis quelques années, les paysages de l’électronique et de l’impression 3D ont complètement changés et nous ont inspirés des idées de solutions moins chères et de réalisations mécaniques plus simples.

Passons en revue les possibilités :

Tout d’abord, je félicite les créateurs de la fameuse carte MM2001 et du logiciel Jedicut qui ont mis à disposition, d’un grand nombre de modélistes, leurs réalisations exceptionnelles.

Personnellement j’ai commencé par une carte MM2001 et le logiciel Jedicut qui m’ont donnés entièrement satisfaction pendant des années.

MM2001 et Jedicut :

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Ma MM2001 de 2007 dans un boitier de magnétoscope.
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La mécanique réalisée à partir de glissières à bille de tiroir
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2016 ma nouvelle mécanique en impression 3D. Description et pièces en téléchargement sur mon site www.aeroden.fr
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Raccordement, moteurs et fins de course par DB25, les bornes sont en double pour les phases des moteurs.

 

MM2001 + IPL5X +RPFC

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La MM2001 est légèrement modifiée, le programme du Pic de la carte est modifié (MM2001LH). L’interface IPL5X est connectée, au PC par une liaison USB, à la MM2001 par un câble DB25. Le logiciel RPFC est beaucoup plus compliqué que Jedicut, mais offre des possibilités plus sophistiquées ; choix de la vitesse de découpe, aide à la détermination des paramètres de chauffe en fonction des matériaux.Bravo aux développeurs de IPL5X.

Ramps 1.4 + IPL5X + RPFC

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J’ai développé une carte pour IPL5X au format Arduino Méga pour embrocher une carte Ramps 1.4 dessus. Ceci donne un ensemble compact pour un prix très abordable.  La description de cet ensemble est sur mon site.

Liaison USB pour MM2001 (Jedicut) :

La complexité de IPL5X + RPFC, la réalisation de ma carte pour recevoir la Ramps 1.4 n’est pas à la portée du débutant m’ont poussés à voir comment Jedicut avait évolué. Un sketch pour Arduino et un plugin ont été développés pour Arduino afin de relier la carte MM2001 par liaison USB au PC avec le logiciel Jedicut. J’ai repris la base du sketch et j’ai développé une carte pour utiliser un Aduino UNO ou Arduino Nano pour MM2001 ou MM2001LH (C’est le même sketch pour Uno ou Nano) . Le câblage est facilité par l’utilisation d’une rallonge DB25 –> HE10 2×13.

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Carte vue du dessous, les broche pour connexion sur la carte Arduino Uno.
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Carte vue de dessus avec connecteur HE14 2×13 et connecteur pour recevoir l’Arduino Nano.
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Carte embrochée sur l’Arduino Uno
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Arduino Nano embroché sur la carte.
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Raccordement de la carte équipée Uno  avec une limande HE14 2×13 –> DB25 vendu sur Internet.
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Raccordement de la carte équipée Nano  avec une limande HE14 2×13 –> DB25 vendu sur Internet.

Le problème des PC qui n’ont plus de port LPT DB25 est réglé. A la portée des débutants, le dossier complet de réalisation sur le site Jedicut.

Jedicut + Arduino Mega + Ramps 1.4 : ( Jedicut-Alden)

Pour ceux qui viennent aujourd’hui rejoindre la découpe fil chaud, j’ai développé un ensemble électronique complet en remplacement de la MM2001 ( merveilleuse carte qui a rendu et rend encore de bons services) à partir d’un Arduino Mega et d’une carte Ramps 1.4 pour un coût plus faible que la MM2001.

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Circuit de raccordement des moteurs PAP. Chaque phase de moteur passe par 2 contacts des DB25.
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Carte de commande manuelle.
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Les 4 drivers des moteurs PAP, le tout est coiffé d’un ventilateur.
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Le coffret, la liaison vers la table de découpe se fait par 2 câbles DB25 de 2 mètres.
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L’affichage en fonctionnement donne la consigne de chauffe et la vitesse de coupe en mm/s
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On obtient avec Jedicut et l’électronique Arduino + Ramps la même qualité qu’avec IPL5X.

Cet ensemble compact offre 3 options de réalisation. La plus simple, c’est une boite de puissance, aveugle qi exécute les ordres de Jedicut. La seconde avec affichage, indication de la vitesse et de la consigne de chauffe reçue de Jedicut. La version luxe, affichage, commande manuelle chauffe, gestion des fins de course. Commande de la chauffe d’un cutteur individuel. A la portée des débutants, le dossier complet de réalisation sur le site Jedicut.

Jedicut évolue vers le GCode :

Sous l’impulsion de Xavier , XavTronic, www.xavtronic.ch ; Jérôme, Jedicut, www.jedicut.com ; puis Alain, AERODEN, www.aeroden.fr ont mis leurs idées dans le même panier GCode.

En mode GCode, Jedicut élabore le parcours du fil en XY et VZ, avec des paramètres de vitesse en mm/mn (Fxxx) et paramètre de chauffe en % (Sxx). Jedicut n’a besoin que des vitesses de coupe, vitesse rapide et la table des matériaux. Les steps, les inversions des moteurs ne servent à rien lorsque Jedicut est en GCode. Le fichier Gcode généré est l’équivalent de dessins point à point pour enfant, 1 pour l’emplanture et 1  pour le saumon. Les coordonnées des points sont donc le couple XY et VZ.

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Xmm Ymm                                                                           Vmm Zmm

Ces coordonnées peuvent être de 2 types: absolues ou relatives. Le type doit être indiqué dans le programme par les commandes G90 (absolue) ou G91 (relative). Voici un aperçu des commandes Gcode.

GCode1

C’est pratiquement les seules commandes que l’on utilise en Gcode pour le fil chaud. C’est vraiment très simple. Vous pouvez réaliser facilement des guillotines de tout genre adaptées à vos modes de découpe.

Le fichier généré par Jedicut est un fichier “*.txt”, il peut être lu et modifié en l’ouvrant dans Bloc-notes.

En mode GCode, Jedicut n’a pas à s’occuper des sens des moteurs, des steps, il envoie simplement une consigne de vitesse “Fxxx” en mm/mn et une consigne de chauffe “Sxx” en %. Le logiciel de découpe est allégé de beaucoup de calculs.

Evidemment la commande de votre table de découpe est différente, il faut un logiciel de pilotage et un sketch Arduino qui lui va calculer les vitesses sur trajectoire et va élaborer les directions, et steps pour les moteurs PAP.

Passionné par ce mode de commande GCode, j’ai adapté une chaine logicielle pour la commande des tables de découpe fil chaud. Le GRBL Controller Visualizer 3.6.1-T4 transmet les ordres GCode à l’Arduino Mega doté du sketch GRBL ; celui-ci décode le GCode et transmet les ordres de direction , steps, chauffe à votre carte de commande MM2001, Ramps 1.4 ou autre. Dans ce sketch, les paramètres de votre machine sont configurable.

GCode et MM2001.

Dès les premières générations de GCode par Jédicut, j’ai recherché des solutions simples pour la mise en œuvre. Pour les logiciels d’exploitation des fichiers GCode j’ai choisi GRBL Controller Visualizer 3.6.1-T4 car c’est un 4 axes et les commandes manuelles sont valable pour la découpe fil chaud. Le sketch de base GRBL est donc un 4 axes téléchargé sur Git Hub “Grbl8C1Mega2560” que j’ai modifié pour nos machines. Lorsque l’on parle de 4 axes, on a XYZ + un axe linéaire ou rotatif. Par contre sur nos machines de découpe fil chaud nous avons 2 couples d’axes : XY et Z+ 1 axe linéaire. Ceci est une différence importante dont il faut tenir compte dans les calculs de trajectoire et de vitesse.

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Le sketch GRBL est dans l’Arduino Mega, les ordres pour les moteurs PAP sont aiguillés vers la DB25 de la MM2001, la chauffe de la MM2001 est aussi pilotée par GRBL
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Le logiciel libre GRBL Controller Visualizer 3.6.1-T4  4 axes permet la commande de notre machine. La visualisation du parcours ne représente pas la position du fil de coupe. Elle n’est valable que pour du XYZ.
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Essai de découpe d’un fuselage conique
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Le résultat est extraordinaire, alors si vous avez une MM2001 vous pouvez essayer le GCode  de Jedicut.

Jérome a très bien travaillé dans la génération des fichiers GCode à partir de Jédicut et avec quelques échanges avec Xavier, nous avons réussi à sortir un outil performant et pratique à l’utilisation.

GRBL-ALDEN (Arduino Mega et Ramps 1.4) :

A la suite du succès de la découpe fil chaud à partir du GCode avec la MM2001, j’ai donc étudié une électronique GRBL-ALDEN compatible avec l’électronique Jedicut-Alden. Par contre dans le sketch GRBL pour Arduino Mega les signaux d’entrées et de sorties des commandes des moteurs PAP ne sont pas compatible avec la Ramps 1.4. J’ai donc développé une carte intermédiaire. J’ai ajouté aussi une inversion des signaux des fins de course, dans GRBL ils ne sont pas en sécurité positive et ceci permet d’être compatible avec la plupart des branchements des fins de course. Pour les machines équipées de fins de course, le cycle “homing” est opérationnel, la mise en mémoire d’une position de travail fonctionne.

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Dessus de la carte sur laquelle la Ramps1.4 vient s’embrocher.
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Dessous de la carte, celle-ci s’embroche sur l’Arduino Mega.
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Toutes les cartes sont accouplées et la ventilation des drivers est en place.
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La façade est très simple, dans GRBL on peut arrêter le cycle et le reprendre sans perdre la position ( bien entendu en dehors du bloc de matière).

Avant de publier cet article, j’ai découpé un avion entier avec le matériel ci-dessus pour valider le GCode de Jedicut, les adaptations du sketch GRBL et l’électronique.

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J’ai fait le point sur les développements de la découpe en France en téléchargement libre.

Chacun de vous pourra choisir sa réalisation et sa modernisation en fonction de ses besoins.

Je vous conseille le site www.jedicut.com pour les détails de ces réalisations. Dans les discussions du forum vous y trouverez les dossiers complets en téléchargement.

Bientôt le détail de cet avion “Magnum Reloaded” conçu par Martin Müller en EPP et redessiné par moi-même en extrudé, masse 240g ; légèrement allongé à l’avant pour obtenir le centrage.

A+

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Arduino Mega 2560 + Ramps + IDE ce que vous devez savoir :

A la suite du montage de mon imprimante 3D, puis de ma 2ème CNC découpe fil chaud avec IPL5X + Ramps 1.4, j’ai appris beaucoup sur ce matériel. Sur internet, il y a beaucoup d’articles décrivant ces matériels, par contre il n’y a pas de synthèse. Alors pour aider les néophytes, j’ai mis mes notes cumulées dans un document qui décrit les cartes et leur mise en œuvre avec le logiciel IDE Arduino.

Ard_Ramps-Affic

Je vous mets à disposition un dossier de synthèse de présentation en téléchargement ICI:

Vous téléchargez le dossier “.zip”

Une fois décompressé vous aurez 3 dossiers:

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La carte Arduino mega 2560 , ses alimentations, la lecture des schémas, les différents borniers.

Les Drivers de moteurs pas à pas A4988, son fonctionnement, ses signaux, la boucle de régulation de courant, l’essai, le réglage de courant.

La carte Ramps1.4, ses spécificités, ses borniers, le panneau affichage.

L’installation du logiciel IDE Arduino pour programmer les cartes Arduino, l’utilisation de l’IDE.

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Le dossier plans et schémas

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Des programmes pour l’essai individuel des drivers A4988 et pour l’essais de la carte Ramps 1.4 avec la carte Arduino mega 2560.

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Je vous souhaite bonne lecture et à bientôt.

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Meilleurs voeux

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A bientôt pour de nouveaux sujets

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Déménagement de mon site perso

Bonjour à tous,

SFR a décidé de mettre fin aux sites persos. Mon site habituel est donc fermé, j’ai recherché dans mes articles les liens et modifié ceux-ci vers mon nouveau site. Il se peut que vous soyez encore aiguillé vers l’ancien site. Voici donc le nouveau site:

aeroden.fr 

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CNC Découpe fil chaud pour aéromodélisme: Partie 7/7

Configuration de IPL5X :

La configuration de la table de découpe est réalisée conformément au site 5X Project, pour mon électronique, les valeurs sont les suivantes.

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Il n’y a rien de particulier, si le câblage est conformément réalisé, il n’y a aucune inversion des signaux.

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Les tiges filetées font 6 mm, les moteurs 200 pas, il faut inverser le signal de marche moteur car sur la carte “ramps 1.4” les drivers sont commandés par un “0”.

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J’obtiens sans accélération une vitesse max de 7 mm/s, pour être sûr de ne pas perdre de pas j’ai mis 5 mm/s. Avec accélération j’obtiens 11 mm/s, de la même manière je retiens 9 mm/s. Sur des heures d’utilisation avec ces paramètres je n’ai perdu aucun pas.

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Les fins de courses sont activés, je ne m’en sers que pour retrouver rapidement le réglage d’origine. Je ne me sers pas de la commande retour origine ; par contre je déplace chaque mouvement manuellement vers le fin de course, lorsque le fdc a bloqué le mouvement, j’appuie sur le BP que j’ai ajouté il shunte le fdc ce qui permet de repartir dans l’autre sens d’une valeur de 2 mm . Je fais de même pour les autres mouvements.

J’ai configuré 4 tables : ALD 90 pour 90 cm de large, ALD 60, ALD30, ALD120. elles ont toutes les valeurs pour X 830 mm et pour Y 407 mm.

Comme j’ai 3 arcs différents, les paramètres de coupes pour chaque matériau sont donc testés et désignés 3 fois avec les valeurs appropriées.

J’ai remarqué : lors des essais à grande vitesse en utilisant les accélérations que les découpes ne sont pas correctes elle présentent des défauts de surface. Je réalise les découpes simples  à 4 mm/s, les découpes compliqués à 2 mm/s. De toutes façon, le temps de découpe n’est pas long par rapport à la préparation de la découpe.

Voici quelques exemples:

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Lancer main Mirage 2000 pour enfants en dépron 3 et 6 mm .
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Multi-découpe des fuselages.
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Multi-découpe des dérives du Mirage 2000.
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Découpe de la fameuse lampe en dépron de 3 mm et diamètre 250 mm . J’ai redessiné l’ensemble pour un diamètre de 400 mm et en dépron de 6 mm.
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Découpe lampe.
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La précision est extraordinaire, le montage se fait sans colle.
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Découpe des tronçons d’aile d’un bimoteur
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L’intrados est séparé de l’extrados.
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Les ailes avec l’aileron.
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Le raccord de l’intrados avec l’extrados
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Lors de l’assemblage, un tissus de verre de 25 g sera pris en sandwich entre l’extrados et l’intrados. Ceci est un essais pour servir de longeron.
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Découpe du fuselage du bi-moteur.

A la suite des essais et des réalisations effectuées, ma machine ALDEN-IPL5X me donne entière satisfaction.

Je voudrais tout d’abord remercier l’équipe de 5X Project qui a mis à disposition tous les éléments nécessaires à notre Hobby. De mon côté, je vais mettre à disposition l’ensemble des fichiers (impressions 3D, Electroniques, mécaniques) sur mon site dans quelques temps.

Je tiens à préciser tout de même que les cartes électroniques sont en CMS qu’il faut une certaine expérience pour mener à bien l’électronique.

Alors si vous trouvez trop complexe cette réalisation, vous pouvez vous tourner vers l’achat en kit d’une machine équivalente.  Alors visitez le site de CNCFAB.

A bientôt pour suivre le bi-moteurs.

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CNC Découpe fil chaud pour aéromodélisme: Partie 6/7

Descriptions des tables de découpe:

Lors de l’utilisation de la découpe des éléments de construction avec des flèches importantes, il est très difficile d’obtenir un état de surface irréprochable car les vitesses entre les équipements sont très différentes. Lorsque l’équipement qui se trouve en vitesse très rapide utilise les accélérations, celle-ci produisent des défauts de synchronisation, (petite vague sur le matériau). D’autre part, j’utilise des découpes pour réaliser mes chantiers de construction traditionnelle des ailes de planeur, je découpe donc des tronçons de 1.20 m pour réaliser ceux-ci. Pour ces 2 raisons, ma CNC de découpe fil chaud permet le réglage en largeur des tables de 300 mm à 1200 mm par pas de 300 mm . Il faut que ce soit rapide, qu’il n’y ait pas de réglages mécaniques et que ce soit reproductible.

Voici le principe, en vues 3D, c’est plus facile pour la compréhension que les photos.

Table de 600 mm

1-Decoupe600

Table de 300 mm

2-Decoupe300

Table de 900 mm –> 300 + 600 mm

3-Decoupe900

Table de 1200 mm –> 600 + 600 mm

4-Decoupe1200

Table de 1200 vue de dessous

5-Decoupe1200_dessous

Table de référence

9-Table

Panneau aggloméré  de 18 x 500 x 1250 avec 2 morceaux sur champ de 50 mm

Equipement des règles

6-X_Equipement

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Pour le blocage de l’équipement sur la table de base. On fixe à la règle une cale de bois légèrement moins épaisse que la table de base, elle est équipé d’un insert M8 et d’un tenon de 8 mm . La liaison sur la règle se fait par 2 plaquettes en dural de 1.5 mm d’épaisseur par rivet POP côté règle et par des vis à bois côté cale. Le serrage se fera par une cale en CTP de 10 mm avec des trous oblongs de 8 mm et vis (tige filetée M8 de 35 mm avec écrou H et écrou oreilles + rondelle large) , la rondelle n’est pas représentée sur le dessin.

Les tables de 300 mm et de 600 mm

8-table600_dessous

Elles sont réalisée en aggloméré blanc de 18 x 300 x 850 mm nombre 1; 18 x 600 x 850 mm nombre 2.  Les supports verticaux sont de 18 x 77 x 850 mm . Afin d’avoir un positionnement facile et reproductible, 6 cales sont fixées par vis. Il y a 2 cales qui viennent en appui sur la table de base. Les 4 autres cales  sont sur les supports verticaux, elles viennent en appui avec les règles.

Voici quelques photos

03-DSCF1125
Système en position libre
06-DSCF1129
Système en position serrage

Table en positon 900 mm (300 + 600 mm )

1-FC_Meca-004

Les arcs :

Du fait que la largeur de découpe est variable, pour couvrir les largeurs j’ai réalisé 3 arcs . un de 500 mm pour la table de 300 mm, un  de 1000 mm pour les tables de 600 et 900 mm et un autre de 1400 mm pour la table de 1200 mm . Les arcs sont réalisés en tube carré alu et j’utilise du fil de 0.3 mm, l’isolation et les liaisons sont faites par des pièces imprimées 3D.

Equer_Arc
Pièce d’angle, 95°
Prol_Arc
Pièce de prolongation, 180°
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Tous les arcs sont réalisées en tube carré aluminium de 10 mm et 1 m de long. Pour l’arc de 500 mm les tubes sont coupés en 2.
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La précision de l’imprimante 3D permet un assemblage sans fixation.
13-DSCF1136
voici l’arc de 1400 mm, on voit le raccordement des tubes par le prolongateur.
14-DSCF1137
Là aussi l’assemblage est parfait.
10-DSCF1133
Si les tubes alu sont anodisés, il faut enlever la couche d’oxyde à la lime pour avoir un contact électrique parfait. Le raccordement électrique se fait par une douille de châssis de  4 mm pour fiche banane
11-DSCF1134
Le fil est serré sous la tête de vis, mon fil fait 0.3 mm de diamètre. La tension du fil est obtenue par précontrainte des équerres en plastique du fait qu’elles font un angle de 95°
01-DSCF1117
L’arc en position haute et raccordé.
2-FC_Meca-005
L’arc de 1000 mm en position basse
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L’arc est guidé par 2 joncs en plastique de diamètre 7 mm et 500 mm de longueur.
3-FC_Meca-006
L’espace entre les 2 joncs permet de découper des pièces avec flèche de + ou – 45 °

Du fait qu’il y a 3 arcs de longueurs différentes, il est nécessaire d’ajuster les réglages de chauffe pour chaque arc. Ce n’est pas fastidieux car j’ai étalonné mon arc de 1000 mm avec le système IPL5X qui travail en % de chauffe. Mon électronique de chauffe est munie d’un ampèremètre ce qui permet d’associer % de chauffe et Ampères. Pour les autres arcs, il suffit de régler en manuel le même courant, de lire le % sur l’afficheur et de rentrer les valeurs dans le tableau des paramètres de chauffe. Je baptise donc mes matériaux comme ceci : nom du matériau suivi de l’arc ( extrude_orange_500).

La description de l’ensemble est terminé, le prochain article traitera des réglages, des performances et d’exemples.

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CNC Découpe fil chaud pour aéromodélisme: Partie 5/7

Montage mécanique Axe des X:

07-DSCF1021
Montage du moteur et du fin de course mini sur le support des guidages.
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Les axes de guidage des X font 12 mm de diamètre, une encoche de 1 mm de large et 3 mm de profondeur est réalisée dans les axe afin d’y insérer une plaquette d’arrêt. Celles-ci sont en dural de 1 mm pour immobilisation de ceux-ci, les plaquettes sont fixées par des vis.
15-DSCF1032
Les douilles à billes sont enfilées avant de monter l’autre support des axes.
16-DSCF1034
Le support des axes à l’opposé du moteur est posé, le roulement pour la tige filetée de M6 est en place.
14-DSCF1030
Mise en place des chapeaux de roulement pour immobilisation.
04-DSCF0991
Le système de transmission est à rattrapage de jeu, il est constitué de 2 écrous dont un sur une plaque mobile coulissant sur des vis avec ressort. Lors du montage de la tige filetée, les ressorts sont comprimés de 4mm.
05-DSCF0993
Montage du galet d’appui pour éviter la flexion des axes de guidage.
08-DSCF1022
Montage du système d’écrous et du galet sur le chariot.
09-DSCF1023
Les 3 rectangles sont les logements des butées à bille, la longueur des logement est ajusté pour que la butée  à bille entre en forçant légèrement.
11-DSCF1027
Montage du chariot des X sur les butées à billes, celle-ci sont tenues par des colliers plastiques.  Ceci ne parait pas très mécanique mais je peux vous dire que c’est très efficace et simple. Les imprimantes 3 D sont réalisées de cette manière.
18-DSCF1036
Mise en place de la chaine à câbles, ajuster la longueur au mieux par suppression d’un maillon si nécessaire.
20-DSCF1038
Vue du galet d’appui.
21-DSCF1039
Vue du système d’écrous.
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Accouplement moteur, tige filetée.
L’accouplement 5 x 5 mm est repercé à 6 mm d’un côté pour la tige filetée.
32-FC_Meca-014
Pour rattraper le diamètre du roulement 8mm un prolongateur de tige filetée de M6 est utilisée, celui-ci est immobilisé par un contre écrou. attention : suivant les marques les prolongateurs n’ont pas toujours un diamètre extérieur de 8mm.
 

Montage mécanique Axe des Y:

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Les écrous sont insérés dans les lamages hexagonaux, si ça force de trop, chauffer un peu l’écrou avec un fer à souder.
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Le chariot monté, 2 douilles à billes de 10 pour le guidage.
fil_chaud_-011
Vue de l’équipement gauche.
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Les axe de guidage de 10mm ont une longueur de 0.5 m (axe de 1 m coupé en 2. Ils sont emmanchés dans le chariot X et serrés par une vis de 3. La butée de fin de course mini et le fin de course sont en place. Le rattrapage de jeu n’est pas nécessaire pour les Y.
06-DSCF0997
Les embouts d’axe des Y ont été repensés pour le guidage de l’arc
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L’embout en place, les 2 ronds en plastique guide l’arc. Je reviendrai sur la réalisation des arcs.
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Tous les câbles de l’équipement droit ou gauche viennent dans la boite de raccordement et sont raccordés sur le circuit imprimé de la DB25. Les broches des fils des moteurs sont doublées.
fil_chaud_-004
La table en configuration 900mm avec arc de 1000 mm.
Table de 600 + 300mm.

Inventaire des pièces nécessaires: ici

Pieces_meca

et une règle de  maçon de 2m coupée en 2.

Conclusion à l’issue du montage mécanique :

La géométrie et les ajustements des alésages des pièces 3D sont de très bonne qualité. Avant la réalisation des pièces définitives, j’avais réalisé des essais et les diamètres des alésages étaient toujours inférieurs de 3/10 de mm . Après recherche sur internet, ce défaut vient des logiciels de modélisation 3D. Lorsque l’on veut la précision, il faut utilisé un module “pinhole” au lieu de “cylindre”.

Le chariot  des X n’est pas assez rigide, j’ai modifié la hauteur de la nervure de 5 mm à 15 mm pour la diffusion des fichiers STL des pièces 3D sur mon site.

Chariot_X X_chariot

Pièce actuelle                                                              Pièce future

Le prochain article traitera de la table modulable de 300 à 1200 mm de large et des arcs.

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