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Le coin CNC

Aimant la construction "à l'ancienne" si j'ose dire, avec un goût pour la perfection, j'ai toujours admiré ces constructions en structures, où il est même presque préférable de ne pas entoiler l'avion. Afin de pouvoir réaliser aussi ce type de construction, entre autres, et dans un temps relativement court, je me suis donc décidé en 2002 d'acquérir une fraiseuse CNC prète à l'emploi, vu que je voulais pas passer plusieurs années à la construire.

Après de longues années de réflexion, je me suis décidé pour une machine CUT2000 L profi de l'entreprise Haase, en Allemagne. En fait il existait très peu à l'époque d'entreprises qui proposaient ce genre de machine pour un prix restant sous la limite des 4500Euros. L'entreprise STEP-FOUR (située en Autriche) propose le même genre de machine, et est aussi très réputée dans le domaine du modélisme entre autre. En comparaison elles offrent des dimensions de plan de travail plus petits pour un prix légèrement plus élevé, mais bénéficient apparement d'une meilleure qualité ou plutôt de petits détails qui lui donnent une meilleur finition.
Cette machine de Haase, est livrée prète à l'emploi, m'a donné satisfaction. Au fil du temps, j'ai ajouté des switches de fin de course (que je n'avais pas prix en option lors de l'achat), ainsi qu'un bac pour le refroidisement de l'outil lors des découpes métaux.

Après une utilisation sur plusieurs années, j'aurais 2 reproches majeures a lui faire:
* une certaine limitation en hauteur (max 7..8cm) à cause du portail, qui limite la taille des pièces pour faire du fraisage 3D, à l'aide du TurboCNC par exemple.
* une électronique de puissance un peu "rudimentaire". Je l'ai remplacé depuis par une nouvelle carte électronique de NC-Step (la 3D Step), qui est mieux pensée et offre d'emblée des entrées et sorties supplémentaitres. Certes, elle ne permet pas de faire du micro step comme l'originale de Haase, mais même en mode "half step", j'ai l'impression que les moteurs tournent mieux avec cette nouvelle électronique. De plus cette carte permet la connection de périphériques comme les microswitchs de fin de course, un 4ème axe, donne des infos sur le statut des moteurs, etc, etc..

Pour les détails de cette première CNC de Haase, c'est ici.

Afin de palier au premier problème, la limitation en hauteur, je me suis associé au projet mené par un collègue du club pour la réalisaion d'une seconde fraiseuse CNC ayant un portail plus haut, le but étant la réalisation de master de capot moteur par exemple.

Les détails de cette deuxième fraiseuse sont ici

Au fil du temps, des accessoires utiles, voir nécessaires ont été dévelopés:

Le fraisage de l'aluminium nécessite un refroidissement de l'outil afin d'éviter que les copeaux restent dans les dents de l'outil ce qui conduit très rapidement à la casse de celui ci. Las de faire ce refroidissement au pinceau et à la main, un jet d'huile de coupe est maintenant projeté sur l'outil. Reste à solutioné la récupération, le filtrage, et le reste.
Avant chaque découpe, il faut régler la hauteur de l outil par rapport au dessus de la table, afin de la protéger un minimum, et aussi d'avoir une profondeur de passe dans le matériau correspondant à la programmation. A la main, c est faisaible, mais long, car on y va par tatonements. Avec un palpeur d'outil, c est rapide et sans erreurs. - il faut bien sur que le soft de pilotage de la machine ait cette fonction -
La fixation du materiau sur la table CNC peut se faire de différentes facons: avec des vis, clous, agrafes, du scotch, etc...Mais toutes ont un inconvénient commun: au milieu des materiau de faible épaissuer, cela va vibrer. Une table aspirante permet de contourner ce problème.

Les étapes pour découper des pièces:

voici quelques infos supplémentaires,très succintes, sur le déroulement du travail pour découper des pièces en 2D. (2 Dimensions vu que l outil est piloté en hauteur en tout ou rien) La procédure pour arriver à la pièce finale se décompose en 3 grandes parties:

* La CAO (Conception Assisté par Ordinateur) ou CAD en anglais
* La FAO (Fabrication Assisté par Ordinateur) ou CAM en anglais
* La découpe ou la réalisation proprement dite.

CAO:
La CAO permet de créer un dessin technique des pièces à fabriquer. Pour ce faire il existe plusieurs programmes, des gratuits comme TurboCAD 2D v6.5, CADstd Lite, Solid Edge 2D Drafting, A9CAD, et des payants comme AutoCAD, TurboCAD prof, ....
Peu importe le programme de dessin, il ont normalement tous la possibilité d'exporter/sauvegarder les pièces en format DXF, ou HPGL, ce qui nécessaire pour passer à la prochaine étape.

FAO:
La FAO permet de préparer le fichier de découpe, qui sera interpreté par le controlleur de la machine CNC. Préparer un fichier de découpe, cela consiste en règle générale, à definir le diamètre de l'outil avec lequel on va détourer les pièces, pour pouvoir calculer les trajectoires de la machine CNC qui doivent être décalée du rayon de l'outil, de définir l'ordre des pièces à fraiser, de l intérieur vers l'exterieur, d' optimiser les chemins de découpe, de définir la vitesse à laquelle on va détourer, où se trouve l'origine de la pièce par rapport à l'origine sur la machine, etc, etc...
Les programmes qui existent sont par exemple Ninos, CNCfraise, Step 4, (qui font aussi office de controlleur machine pour la découpe), BoCNC, Filou NC, ...

La découpe:
La machine CNC est en règle générale commandée par un PC via le port parallèle, ou par un controller externe (solution professionelle).
Cette dernière solution est plus chère, par rapport à la solution PC mais permet d'atteindre des vitesses de découpes supérieures entre autres. Encore faut il que la méchanique de la table suive, mais ceci est un autre histoire. Donc pour nous, ce PC va donner les commandes de déplacement aux moteurs pas à pas de la machine, en lisant ligne par ligne le fichier de découpe produit par l'étape FAO. Là encore il existe plusieurs programmes, citons par exemple TurboCNC, CNCprofi, WinPCNC, Ninos, CNCfrase, Step-4...

En résumé, le gain de temps pour la découpe des pièces d'un avion d'envergure d'1m50 n'est pas aussi gros que je l'aurais pensé (car il faut préparer les fichiers de découpe, et là ce n'est pas fait en 5 minutes) mais le fait de pouvoir très vite reconstruire le même avion, ou la précision apportée dans les découpes font que l'on peut difficilement s'en passer une fois utilisée. Le gain de précision, permet d'avoir une construction rectiligne, et des collages sans avoir à mettre une montagne de colle.