Projet de machine DIY type Sphinx 55 (+ guidages linéaires) ou solution clé en main de type Sainsmart 4030xl ou router 4060 venu de chine ?

[sevgil]

 

Bonjour à tous,

Je commence par une petite présentation :

Je m'appelle Gilles, j'habite dans les Yvelines, je pratique le modélisme (aérien) depuis plusieurs décennies et l'impression 3D depuis trois ans. Je possède l'outillage classique d'un bricoleur (scies, disqueuses, perceuse à colonne, défonceuse....) mais pas de matériel d'usinage (fraiseuse ou tour), je peux faire usiner quelques pièces très exceptionnellement. Je dessine un peu sous CatiaV5 (c'est le logiciel utilisé dans mon entreprise mais je ne suis pas dessinateur CAO).

 

Mon projet / Mon objectif :

Depuis une poignée de mois je me documente sur les fraiseuses/routers cnc dans le but de m'équiper. J'ai parcourus de nombreux sites de fabricants ainsi que des forums qui m'ont permis de glaner de précieuses informations, mais pas encore suffisamment. J'ai trois objectifs :

1. Le premier est de décrouvir l'usinage CNC après l'impression 3D. 
2. Le second est de pouvoir produire les platines et supports en bois, fibre voir aluminium qui sont souvent utiles dans le cadre de la pratique du modélisme.
3. Le troisième, également important, est d'occuper mon temps libre, de découvrir, d'apprendre à maîtriser une technique.

 

Mon cahier des charges est le suivant :

• Matériaux à travailler : 60% de découpe-fraisage de bois tel que du CTP multi-plis / 20% de la découpe de pièces dans des plaques de fibre de verre ou de carbone (1 à 5 mm d'épaisseur)  / 20% de la découpe de pièces dans de la tôle d'aluminium (disons 3mm d'épaisseur). Souvent des petites pièces de 50x50 à 100x200 mais pas toujours.
• Surface de travail souhaitée : 400mm x 400mm environ.
• Si possible ne pas être obligé d'avoir un PC dédié et une commande via port parallèle. Si j'ai bien compris un fonctionnement sous GRBL permet l'utilisation d'un PC portable en USB voire de mettre à disposition le GCode sur une micro-sd.  --> J'avoue que je ne maîtrise pas cette partie. Je trouve la solution Makerfr séduisante.
• Budget : 1000€ maxi avec la broche.

 

Où j'en suis dans ma réflexion ? 

• J'ai commencé par regarder les routers cnc de type 4060 disponibles en masse sur internet entre 650€ et 1000€ mais j'ai mis cette option de côté car : Peu d'offre disponible en Europe, équipée de rails supportés, d'une broche de 500W, commandable via USB. D'autre part les avis trouvés sur internet mettent en évidence une qualité trop aléatoire et la présence de jeux internes souvent difficiles à supprimer. Enfin j'ai du mal à mettre cette somme dans un achat sans savoir ce que je vais recevoir.

 

• Ensuite j'ai regardé des solutions clés en main comme la Sainsmart 4030. Le produit semble régulièrement donner satisfaction aux clients qui l'ont choisi. Je surveille les pages Facebook dédiées depuis deux mois. Par contre il y a plusieurs freins. Il semble que l'expédition est réalisée depuis les US uniquement donc TVA + taxes  à l'import. D'autre part j'imagine que la maintenance sera difficile (filetages pas forcément en métrique, pièces difficilement disponibles).

 

• Ensuite j'ai regardé les machines OpenBuilds et j'ai été attiré par deux adaptations :

1. La machine de LuLux présent sur ce forum. 
2. L'adaptation de guidages linéraires sur une base de Sphinx55 vue ici : https://openbuilds.com/builds/sphinx-55-on-mgn12-linear-rails.8790/ (il y en a dautres)

-> J'avoue que cette solution m'attire particulièrement. Je la trouve robuste bien que largement hyperstatique. J'ai établi un pré-budget (+/-970€ avec des rails de 15mm pour le X+Y et 12mm pour le Z de chez pccnc en France, un broche type Katsu710 ou une 500W à moteur DC issue de chine). J'ai commencé à dessiner la structure pour visualiser les courses obtenues avec des rails de 550mm / 600mm, les implantations des guidages, les 'porte à faux' ....

-> Il y a un point sur lequel je suis actuellement bloqué et pour lequel je fais appel à votre aide :  Il s'agit des entraînements des chariots -> Est-ce qu'une solution à base de vis trapézoïdale (8mm ? 10mm? et un lead de 4mm) + écrou anti backlash en POM est compatible avec mon cahier des charges ?

J'ai beaucoup lu que les vis à bille sont nettement supérieures aux vis trapézoïdales, c'est une certitude. Dans mon cas je trouve qu'elles présentent plusieurs inconvénients :

- Même en achetant les moins chères sur internet cette solution plombe le budget.

- Même une SFU1204 a une douille qui ne rentre pas dans la cavité du C d'un profilé alu C-Beam 4080. D'importantes cales sous les patins de guidage sont nécessaires pour déporter les flasques du portique, je trouve ça dommage. 

- Je suis inquiet de la qualité des vis à bille pas chères venues de chine. Si c'est pour recevoir des vis pleines de jeu ça ne sert à rien.

-  Les vis trapézoïdales s'intègrent bien dans des C-Beam 4080 et limitent l'encombrement de la machine. C'est facile de les couper à la longueur souhaitée alors que pour les vis à billes achetées terminées il faut un peu construire la machine autour d'elles.

 

Voila, vous savez-tout.

J'espère que ceux qui utilisent des vis trapézoïdales sur leur machine voudrons bien me partager leur expérience et leurs conseils. 

Merci,

Gilles

 

Modifié (le) Avril 16, 2021 par sevgil

[BourrinDesBois]

Très content des vis à bille, tu veux des guidages linéaires (qui sont certainement de qualité chinoise) mais tu as peur des vis à bille de même qualité.

[sevgil]

Il y a 4 heures, BourrinDesBois a dit :

Très content des vis à bille, tu veux des guidages linéaires (qui sont certainement de qualité chinoise) mais tu as peur des vis à bille de même qualité.

Merci pour ton retour.

Tu as raison, si je peux le faire j'éditerai mon message pour supprimer cet argument relatif à la qualité des VAB chinoise. En effet le principal problème que j'ai concerne l'implantation des VAB dans une architecture 'compacte' issue des machines OpenBuilds.

J'aurai du nommer mon sujet : 'Est-ce que des vis trapézoïdales + écrou POM sont acceptables sur une machine cnc DIY pour matériaux tendres et de petites dimensions (type portique à base de profilés Alu comme par exemple une QueenBee réduite à 450x450 de zone de travail)'.

Sevgil

Modifié (le) Avril 17, 2021 par sevgil

[divers]

Il y a en général trois niveau de qualité de vis à billes et de guidage également.

les supers bon marché en acier à ferrer les bourricots. ils ne sont pas traités ou très mal traités, ils ne sont pas rectifiés après traitement ou très grossièrement, mais ils sont hyper pas chers. Cette qualité est à fuir car ça ne va pas durer bien longtemps. (Souvent ils ne sont pas rectiligne)

les qualités moyennes, elles ont tout de moyen, pour des petites bécanes d’amateurs c’est suffisant.

les hauts de gammes sont pour les pro à monter sur des machines pros.

ton problème va être de reconnaître qu’elle est la qualité moyenne, (vis traitée rectifiée, marque assez réputée)

[BourrinDesBois]

Tout est dit, comment trouver la qualité moyenne et où, c'est le plus compliqué...

[BourrinDesBois]

Il y a 3 heures, sevgil a dit :

Merci pour ton retour.

Tu as raison, si je peux le faire j'éditerai mon message pour supprimer cet argument relatif à la qualité des VAB chinoise. En effet le principal problème que j'ai concerne l'implantation des VAB dans une architecture 'compacte' issue des machines OpenBuilds.

J'aurai du nommer mon sujet : 'Est-ce que des vis trapézoïdales + écrou POM sont acceptables sur une machine cnc DIY pour matériaux tendres et de petites dimensions (type portique à base de profilés Alu comme par exemple une QueenBee réduite à 450x450 de zone de travail)'.

Sevgil

Bah pour avoir eu sur mon Z de CNC, une vis normal, puis trapezoidale, puis vab (de qualité certainement médiocre), j'ai vu un gain à chaque fois. Du coup est-ce que ça marche une vis trapézoidale? Bah oui bien sur, mais il y a plus de jeu, tu peux fabriquer des systèmes de rattrapage de jeu (pas ceux à ressort ça sert à rien) et obtenir une qualité d'usinage correcte. Ne néglige surtout pas la broche, la broche c'est elle qui bosse, c'est l'outil principal.

Modifié (le) Avril 17, 2021 par BourrinDesBois

[sevgil]

Bonjour et merci pour vos réponses.

Voici une illustration de l'avancement de mes réflexions. J'ai assemblé sous Catia les éléments principaux d'une structure 'portique' à base de profilés alu du commerce dans le but de minimiser les portes à faux et d'optimiser le ratio surface de travail / encombrement extérieur.

Dans mon montage actuel j'utilise des rails de guidage de 600mm pour obtenir une surface de travail de environ 450mmx450mmx100mm en Z avec un encombrement extérieur de l'ordre de 650x650x360mm. Les moteurs PAP sont déportés le long des rails pour limiter l'encombrement total (c'est nécessaire chez moi), les arbres sont entrainés par des poulies/courroies (l'idée est également de pouvoir faire varier le rapport de démultiplication si nécessaire). 

J'ai cherché à limiter au maximum le porte à faux de l'axe Z (47mm actuellement entre la plaque de 10mm sur laquelle est fixée la broche et la face du profilé de l'axe X). C'est pour cette raison que les rails linéaires sont dessus et dessous le profilé et pas en façade comme souvent. La contrepartie est que ça fait perdre du Z mais je pense que 100mm est pas si mal même en comptant une épaisseur de martyr. De toute façon plus il y a de course Z disponible et plus il y a de porte à faux sur l'axe Z lorsque la broche est en position basse.

N'hésitez pas à critiquer et à me conseiller pour m'aider à corriger mes erreurs.

[divers]

Il faut que tu fasses attention de ne pas mettre sous contraintes tes paliers en ayant un mauvais écartement des rails.

Lorsqu'ils sont montés sur un même plan c'est facile à régler, mais lorsqu'ils sont en opposition ce n'est pas la même chanson.

Modifié (le) Avril 19, 2021 par divers

[sevgil]

Bonjour à tous,

J'avance doucement dans ma reflexion. J'ai commandé les profilés et les rails linéraires.

J'étudie à présent plus en détails les besoins en moteurs PàP ainsi que la broche pour laquelle j'ai fouiné sur le net afin de lire divers avis. J'ai également échangé avec LuLux du forum. Le tout m'a confirmé que j'avais sous-estimé ce poste. Je pensais initialement acheter une surfaceuse Katsu mais au delà de son bruit j'ai compris que ce n'est pas un bon investissement.

Actuellement mon choix de broche se porte sur l'un de ces produits (si possible j'aimerai acheter en Europe, ce qui n'est pas possible pour le premier lien) :

• Broche 500W brushless (12000rpm) avec contrôleur + alimentation + collet ER11 + bride fixation : 107€ livré depuis la Chine
• Broche 500W brushless (12000rpm)... Celui-ci semble identique au précédent et disponible en Europe à 104€ via un vendeur AMAZON -> Pas d'infos sur l'alimentation livrée.
• Surfaceuse Makita RT0700c : 131€50 livré  (mais pince de 6mm d'origine donc + 25€ mini pour un collet de 1/8'' pour utiliser les fraises de modélisme que je possède.
• Broche 1500W 220v (24000 rpm) avec inverter + collet ER11 + bride fixation : 186€50 livré depuis l'Allemagne -> C'est probablement donner de la confiture à un cochon.

 

Pour les moteurs PAP j'ai identifié ce modèle : https://fr.aliexpress.com/item/1005001374669181.html?spm=a2g0o.cart.0.0.378b3c00PCGwAq&mp=1

 

N'hésitez pas à me partager vos conseils.

Gilles

[BourrinDesBois]

Bah non prend la 1500W. 500W c'est ce que j'ai et je manque de pêche. Si tu fais de la gravure 3d c'est la vitesse qui manque. Bref si t'as le choix hésites pas.

Pour tes moteur pas a pas, ça me semble correcte, pour te dire avec mes axes en nema 17 (Nema 17 musclés mais quand même), c'est ma broche qui peine.

Modifié (le) Avril 24, 2021 par BourrinDesBois

[sevgil]

Bonjour et merci pour ton retour Bourrin.

Au delà du tarif (que je suis capable d'absorber), je trouve qu'un moteur de 65mm de diam sur 205mm de long est un peut beaucoup 'disproportionné' par rapport à la taille de la machine que je souhaite construire (guidages linéaires de 600mm). Peut-être que je me trompe...

Je n'est pas trouvé sa masse mais elle doit nettement dépasser celle de la Makita, autour de 3Kg j'imagine. 

 

On dit souvent que qui peut le plus peut le moins mais à un moment il faut s'avoir s'arrêter. Le choix le plus raisonnable est probablement la makita rt0700.

 

[BourrinDesBois]

Oui déjà tu auras de la pèche avec la makita, par contre c'est plus bruyant et tu peux moins finement régler la vitesse, tu pourras pas non plus asservir la makita avec l'arduino, donc tu pourras pas l'arrêter, faire varier sa vitesse avec le soft.

[lulux]

Salut sevgil , sur ma nouvelle CNC j'ai la broche 1.5kw que tu as mis en lien dans ton post et effectivement c'est lourd, peut être un peut trop pour ton portique en effet...

La Makita semble être un bon compromis, contrairement à la Katsu tu aura un faut rond correct et une bonne qualité de fabrication.

Sur ma CNC Openbuild j'avais une Kress 800w acheté sur le bon coin pour 150€ il me semble. Le rapport poids/performance/prix était top !

[sevgil]

Bonjour et merci pour vos retours.

C'est frustrant, elle me faisait de l'œil cette broche G-Penny à un peu moins de 180€ avec un bon de réduction...

[BourrinDesBois]

Oui le prix me semble correct, après makita c'est très bien. Une valeur sûre. La kress aussi la version 1kW (1050) tu es sure de pas te tromper, c'est de l'excellente qualité. Ou Mafell. 

L'avantage de ta broche chinoise, c'est que tu pourras l'asservir avec l'arduino, quand tu fais une gravure de plusieurs heures, t'es content que ça s'arrête tout seul. L'inconvénient des broches chinoises, c'est qu'elles se ressemblent toutes avec souvent d'importantes différences de qualités !  Impossible de savoir si la qualité est bonne par avance comme pour les VABs..

Modifié (le) Avril 27, 2021 par BourrinDesBois

[sevgil]

Bon,

Je pense que je vais rester raisonnable et partir sur une affleureuse Makita. C'est la solution qui sera la plus cohérente de la taille et de la conception de ma machine. LA plus cohérente de mon niveau d'expérience également. De plus elle est disponible chez un commençant français, neuve, à 110€60 livrée depuis la France (en profitant d'une réduc de nouveau client). 

En attendant la réception des premiers composants je continue à regarder en CAO comment agencer les divers éléments tout en restant sur une architecture la plus compacte possible. En particulier je regarde si je trouve une solution pas trop déconnante pour gérer les guidages de l'axe X que je souhaite positionner au dessus et dessous de la traverse X.

Je me fixe comme contrainte de pouvoir réaliser les différentes pièces en impression 3D puis ensuite de pouvoir les remplacer par des pièces usinées une fois la mise au point réalisée en impression 3D.

Une question si vous avez la réponse en tête : Sur vos machines, quelle est la distance entre le plateau (sans martyr) le 'mandrin' de la broche lorsque l'axe Z est en position maxi basse ?  Est-ce que 15-20mm vous semble déconnant ? C'est pour positionner au mieux la makita et dessiner une bride 'supérieure' implantée entre les deux rangées de patins guideurs.

 

Voilà où j'en suis sur l'axe Z. J'ai essayé d'écarter au maximum les sliders des axes X et Z.

 

 

[BourrinDesBois]

20mm c'est la hauteur de coupe sur une fraise de 3mm. Ca me paraît bien, je regarde sur la mienne ce soir, je sais plus exactement la hauteur que j'ai. La plaque sur laquelle repose ta makita pourrait également avoir 2 hauteurs de fixation pour la remonter pour les fraises de 6mm.

[lulux]

Oui moi j'ai choisi 15mm environ (petite fraise à graver), après sur une broche ronde tu peux toujours faire jouer de 5mm pour être au plus juste.

Tu peux tout à fait contrôler l'allumage et l'extinction d'une Makita ou Kress via un Shield GRBL ou autre, il suffit d'utiliser un relais 220V.

 

Concernant tes équerre , pourquoi les imprimer ou les découper plutôt que de prendre des 40x20 en métal ? C'est pas cher et bien rigide, après ca ne convient peut être pas à ton assemblage ?

https://www.dold-mechatronik.de/Angle-20x40-I-type-groove-5

[sevgil]

Il y a 4 heures, lulux a dit :

Concernant tes équerre , pourquoi les imprimer ou les découper plutôt que de prendre des 40x20 en métal ? C'est pas cher et bien rigide, après ca ne convient peut être pas à ton assemblage ?

https://www.dold-mechatronik.de/Angle-20x40-I-type-groove-5

Bonjour Lulux,

J'avais initialement pensé utiliser des équerres du commerce mais ça présente deux petites inconvénients :

1. Si l'équerre que je reçoit ne fait pas exactement 90° alors je vais induire des contraintes aux serrage. L'idée de mes équerres (en bleu) est de les serrer sur le profilé Alu vertical en dernier et ainsi de légèrement adapter leur position sur la face latérale du profilé 2080 en fonction de la géométrie de l'ensemble.
2. Avec mes équerres positionnées à l'extérieur du profilé vertical 2080 j'augmente l'entraxe des points de fixation : De 60mm avec deux équerres 2040 du commerce à 90mm dans le cas de mon montage. La plaque en dessous sur laquelle sont fixés les sliders de l'axe X travaillera moins en flexion.

[sevgil]

Bonjour,

Une petite question pour les spécialistes : Quelle dimension de chaîne passe câble je dois prévoir ? 

Selon vous est-ce que la version 15x20 chez ce vendeur est un bon choix ou bien est-ce que je dois opter pour la 18x25 (se sont les sections intérieures) : https://fr.aliexpress.com/item/32992316436.html?spm=a2g0o.cart.0.0.69373c00VhNFqe&mp=1

[BourrinDesBois]

On dit chaine porte câble, tout dépend de tes câbles moteurs, si c'est 4 fils sans gaines ça passera en 15x20, la gaine de la makita peut être un peu grosse par contre, prévois des petits supports pour la chaine le long des profilés alu pour qu'elle repose dessus.

[divers]

Tu devrais réfléchir, avant de commencer la construction de ta bécane, à comment tu vas protéger tes paliers à circulation de billes qui n’apprécient pas la sciure et les copeaux métalliques (c'est un gros problème pour le bon vieillissement de ta bécane).

[sevgil]

Il y a 4 heures, divers a dit :

Tu devrais réfléchir, avant de commencer la construction de ta bécane, à comment tu vas protéger tes paliers à circulation de billes qui n’apprécient pas la sciure et les copeaux métalliques (c'est un gros problème pour le bon vieillissement de ta bécane).

Bonjour et merci pour ta remarque. 

- Sur l'axe Y je peux ajouter une cornière au dessus de chacun des deux profilés alu 4080. Comme les rails sont à l'extérieur de la machine, les sliders de l'axe X seront les moins agressés.

- Pour les paliers à billes des axes X et Z je ne sais pas comment les isoler. Si tu as une idée je suis preneur.

 

Sevgil

[sevgil]

J'ai enfin commencé à recevoir les composants pour engager l'assemblage de ma machine. 4 semaines pour recevoir les profilés Alu depuis le sud de la France.... Bon je vous recommande la société PCCNC, les profilés sont propres, rectilignes, très bien protégés lors du transport, avec des tarifs très acceptables. Il faut juste être patient. Très patient.

J'ai reçu plus rapidement des petits composants commandés en Chine le même jour.

 

Une question technique : Le mieux pour couper les profilés à la longueur souhaités c'est quoi ? Une scie radiale équipée avec une lame avec 60 dents ou plus ?

 

Slts,

[divers]

Lame spéciale Alu et tourner très vite.

Attention à la rigidité de ta bécane, si c'est une machine grand public, dés que tu vas forcer ta coupe ne sera plus perpendiculaire. C'est pour cela qu'il faut éviter les géométries obtenues par des assemblage en bout de profil (pour des carénages ce n'est pas un problème, mais pour des châssis de bécane, il faut que les mises à longueur soient faites par des pro).

Modifié (le) Mai 20, 2021 par divers