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Découpe de nacre à la CNC

Posté : mar. 9 déc. 2014 13:21
par marcelou_bidou
Bonjour à tous,

je pense que ces quelques informations pourraient en intéresser quelques-uns ici.

Pour la petite histoire, je me suis fabriqué une petite CNC avec pour idée de départ l'usinage de gabarits de corps et de manche de guitares.
Mais une fois la machine finie, les possibilités étant énormes, elle a servi à beaucoup d'autres choses (pas encore de gabarit d'ailleurs...).

Je suis en train de la tester sur l'usinage d'un manche et ça marche plutôt bien (je n'ai pas posté de sujet dans projet en cours étant donné le caractère peu luthesque du projet, à part les collages et le frettage...).
Ensuite est venu le moment de la découpe des inlays et j'ai eu peur. Je pensais à tort que la nacre éclaterai facilement sous les efforts de coupe de la machine, mais avec les bons paramètres et un masque anti-poussière (j'insiste) ça s'est très bien passé. J'ai cherché les paramètres de coupe optimaux pour la nacre sur la toile ==> chou blanc.

Du coup, à l'ancienne, j'ai fait plusieurs essais de vitesses de coupe et d'avance pour finalement trouver un compromis qui a très bien fonctionné.

Voici donc ces paramètres, si jamais quelqu'un veut tenter l'aventure de la découpe en automatique et dispose d'une CNC :

- Vitesse de coupe (Vc) : 15 m / min
- Fraise à denture diamants et deux dents de diamètre Ø 0.5 mm

Ce qui nous donne pour les paramètres physiques :
- Une vitesse de rotation N de :

N = ( 1000 x Vc ) / (Pi x Øfraise)

Avec :
N: Vitesse de rotation de la fraise
Vc : Vitesse de coupe en m / min
Pi : 3.1415927
Øf : Diamètre de la fraise en mm

N = 9550 tr / min (donc 10.000 tr / min)

- Une vitesse d'avance Vf de:

Vf = F x Z x N

Avec
F: Avance par dent en mm/tr (j'ai pris Øfraise / 100 empiriquement)
Z : Nombre de dents de la fraise
N : La vitesse de rotation de la fraise

Soit Vf = 100 mm / min

En résumé pour une fraise de 0.5 mm de diamètre, j'ai pris N=10.000 tr / min et Vf=100 mm /min et je suis très satisfait du résultat.

EDIT: J'ai oublié de préciser la profondeur de passe : 0.25 mm (la moitié du diamètre quoi !)

Pour info, la plaque était simplement collée au double-face sur la table de la machine et j'ai usiné de manière à laisser 0.2mm de nacre au fond pour que les pièces tiennent d'elles-mêmes.

Voici quelques photos du rendu:

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Et avec les inlays arrasés, jsute parce que je suis content du résultat :

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J'espère que cela sera utile à quelqu'un!

Une astuce supplémentaire : La prochaine fois j'usinerai les inlays à l'envers en laissant les 0.2mm d'accroche sur le haut. Comme ça, inutile de gratter les bavures, elles partiront d'elles-mêmes au ponçage ;)

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mar. 9 déc. 2014 13:44
par Enrico
:app:

Je me suis posé les mêmes questions que toi pour le couple nacre/CNC.
En fait je me demandais comment procédaient les vendeurs spécialisés qui proposent des découpes de nacre sur mesure.
L'avantage de le faire à la maison, c'est que tu peux confier le positif (la nacre) et le négatif (la touche) à la CNC.
J'imagine que c'est ce que tu as fait ?

Par curiosité, tu utilises quel type de broche ? Une Dremel ? Une broche de fraisage dédiée ? Une défonceuse ?
Tu as un lien vers le type de fraise utilisé ?

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mar. 9 déc. 2014 14:15
par fidler
Rhooo la vache, c'est super, tout est nickel.
Tu soustraites pas des fois ? :siffle:

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mar. 9 déc. 2014 14:18
par marcelou_bidou
J'ai effectivement découpé la nacre et la défonce à la CNC.
J'ai dessiné les trajectoires sur logiciel, ensuite j'ai fait un offset de ces trajectoires de 1 mm (pour les découpes de la nacre) et je me suis servi des trajectoires pour les défonces à la fraise de diamètre Ø 2 mm.
Cote pour cote, ça rentre sans jeu ^^

Pour les fraises utilisées : (sans vouloir faire de pub)

- Pour la nacre, la fraise de diamètre Ø 0.5 mm disponible notamment ici : http://www.htkminitools.com/achat-dentu ... 51999.html
- Pour la défonce, la fraise de diamètre Ø 2 mm disponible notamment ici : http://www.htkminitools.com/achat-frais ... 92896.html

Et enfin pour la broche, c'est un truc maison à partir d'un moteur Brushless DC d'aéromodélisme, d'un contrôleur d'hélico et d'un PWM géré par mon logiciel d'interfaçage avec la CNC. Le tout autour d'un arbre porte pince ER16 me permettant de monter des fraises avec des queues de 1 à 10 mm de diamètre. Ça marche au poil ^^

Edith :
Pour ce qui est des vendeurs spécialisées dans la découpe sur-mesure, certains (la plupart en fait) utilisent la découpe laser: moins de chutes, pas besoin de tenir la pièce etc...
J'ai un pote qui bosse dans les lasers et je me suis demandé si je n'allais pas lui faire découper par ce moyen (laser Co2) avant de prendre la décision de me débrouiller tout seul comme un grand.

@ Fidler, merci :beer: Je peux dépanner occasionnellement bien sûr!

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mar. 9 déc. 2014 22:28
par sombracier
Wonderful !
fidler a écrit :Rhooo la vache, c'est super, tout est nickel.
Tu soustraites pas des fois ? :siffle:
La meme chose m'est venue en tete, possibilité de commander des fois ? :D

Sinon, ta CNC tu l'as bricolée à partir de quoi (coté matériel et logiciel)

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mer. 10 déc. 2014 07:34
par steve2a
Salut !
Beau boulot !

Pour découper la nacre à la CNC, je ne m'enquiquine pas à acheter des fraises, j'ai demandé à mon dentiste de me garder les fraises qu'il compte jeter et ça fait le job !
Elles sont revêtues de diamant, et ont un diamètre compris entre 0.5 et 2 mm. Il y en a des droites, des coniques, enfin de temps en temps il me prépare un petit sachet ;)
Elles sont super solides du reste :

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Pour le dessin, je ne sais pas quel soft tu utilises, mais sous CAMBAM, il y a la gestion des attaches qui te permet d'éviter de laisser un fonds dans l'usinage, juste des petites attaches que tu peux limer par la suite

A+
Steph

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mer. 10 déc. 2014 08:17
par marcelou_bidou
@Sombracier : la même que pour l'ami Fidler, occasionnellement, pas de souci ;)

Pour ce qui est de la machine, j'ai dessiné cette dernière en CAO (.dxf) en intégrant des emboîtements par tenons/mortaises.
Ensuite découpe laser de toute les pièces en acier DD11 et assemblages à la soudure à froid (super produit au passage, c'est étonnant même pour un mec qui a bossé quelques années chez un fabricant d'adhésif renommé). La machine fait presque 100 kg :mrgreen:
Le poids comprend les guidages, les vis à billes, les moteurs etc...
Pour des courses de :
- X : 750 mm
- Y : 400 mm
- Z : 90 mm

Pour la suite logicielle, c'est dessin avec draftsight/illustrator/autocad etc..., programmation du GCode avec mastercam, et interfaçage avec Mach3.

@Steve2a : Pas bête les fraises de dentiste, mais la coupe est propre (ça à l'air en tout cas!)? J'ai hésité à en prendre mais le fait qu'il n'y ai pas d'arrête de coupe m'a un peu freiné.
Pour les points d'attache, je suis d'accord, mais étant en contact avec la table de la machine, j'aime bien éviter d'usiner la table directement :mrgreen:

Merci à vous deux.

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mer. 10 déc. 2014 11:03
par steve2a
Salut !!

Bah oui il y a une arête de coupe sur une fraise revêtue de diamant, seulement elle est microscopique :mrgreen:
En effet l'entrée dans la matière peut poser soucis mais en abaissant la vitesse du Z à 150mm/min ça va bien.
Et pour les trous il faut privilégier l'entrée en spirale. ..

Par contre tu me mets l'eau à la bouche avec ta CNC auto construite, en acier qui plus est. Tu dois pouvoir usiner l'acier non ?
Il y a juste la course du Z qui paraît faible mais il doit bien y avoir une raison ?

A+
Stéph

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mer. 10 déc. 2014 12:56
par RomskiBoy
Hinhin… le ver est dans la pomme, au final le canif triomphera !

La nacre je ne connais pas, à l'occasion j'essaierai tes paramètres. :beer:

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mer. 10 déc. 2014 13:44
par 6ri.l
la CNC c'est le mal! :siffle:

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mer. 10 déc. 2014 14:02
par papakkamayo
:app: La classe!
C'est sûr que la CNC offre des possibilités monumentales...
A quand des têtes ou des chevalets en bas-relief? :siffle:

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mer. 10 déc. 2014 14:35
par steve2a
6ri.l a écrit :la CNC c'est le mal! :siffle:
Mais c'est une CNC amateur !!! :D

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : mer. 10 déc. 2014 15:27
par marcelou_bidou
La CNC est bien en acier (de la tôle de 3 mm), par contre vues les courses X et Y, la rigidité est loin d'être suffisante pour des matériaux plus durs que l'aluminium.

J'ai fait quelques gravures sur aluminium et zamac (répliques d'airsoft), ça le fait 8)

Pour la course en Z, je vais la remonter un peu (+50 mm), mais je souhaitais ne pas avoir trop de course pour éviter d'une part les surcoûts injustifiées par le cahier des charges de départ (arbres et vis plus longs) et d'autre part garder le plus de rigidité possible.

Les chevalets en bas-relief, ça me gratte là maintenant que t'en parles! Un dessin à tester?

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : jeu. 11 déc. 2014 09:15
par dgeofwot
j'avoue, je bave..... J'en rêve les nuits d'une CNC clairement....
J'ai quelques questions, il faut quoi comme budget complet pour une CNC comme la tienne (chassis + roulements, guidages + moteur + broche + pc de commande) stp?
Autre question... Tu partagerais pas tes plans par hasard ?.... :sif:

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : jeu. 11 déc. 2014 11:24
par marcelou_bidou
C'est vrai qu'avoir son "petit" routeur numérisé c'est pratique ;)

Pour le budget, disons que c'est complètement dépendant de ce que tu veux faire avec ta machine (précision, matériaux à usiner, durée de vie etc...).

Pour détailler (à la grosse louche) mon budget:
- châssis découpé laser en acier DD11 : 100 € livré (pas cher hein!)
- guidages + vis à billes : 450 ~ 500 €
- électronique + moteur : 250 ~ 300 €
- broche "maison" brushless : 75 ~ 100 €
- Pc : 40 €

En gros 1000 € quoi, mais ça peut beaucoup varier en fonction de la qualité des composants utilisés.
Pour ma part, j'ai fait le choix de n'utiliser que du "pas cher", puisque je n'utilise pas la machine 8 heures /jour, 7/7 quoi. Et ça me va très bien.
J'arrive à faire des gravures très précises dans les métaux mous, exemples (pas grand chose à voir avec la lutherie, vous m'excuserez ;) ):

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Pour ce qui est des plans, je veux bien te les donner, mais c'est très sommaire et ils contiennent des erreurs... J'ai d'ailleurs retouché certaines pièces après découpe laser du fait de ces erreurs et n'ai pas pris le temps de remettre à jour les plans ...

Tu peux également trouver beaucoup d'infos et de plans sur usinages.com

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : jeu. 11 déc. 2014 21:13
par bouloudu41
ah tien intéressant sa !!! Je suis en première STI2D et j'ai appris à me servir de la charly cet après-midi. :D
Pour créer tes fichiers à codé tu utilise Solid Works ?
Sinon ce sont des répliques ou des vrais les "armes"?

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : jeu. 11 déc. 2014 23:00
par marcelou_bidou
Oui solidworks pour les courbes 3D sinon autocad.
Ce sont des répliques d'airsoft ;)

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : jeu. 11 déc. 2014 23:08
par dgeofwot
Ca calme bien ta gravure, oui ça m'aurait intéressé mais si tu penses qu'ils sont inexacts, ne t'embête pas.
Belle réalisation en tout cas.

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : ven. 12 déc. 2014 00:00
par Pronto
Ouais quand même : la commande numérique en Fais Le Toi Même, vous êtes bluffant les gars!

J'adore, il y a des phrases entières que tu ne comprends pas : "Et enfin pour la broche, c'est un truc maison à partir d'un moteur Brushless DC d'aéromodélisme, d'un contrôleur d'hélico et d'un PWM géré par mon logiciel d'interfaçage avec la CNC. Le tout autour d'un arbre porte pince ER16 me permettant de monter des fraises avec des queues de 1 à 10 mm de diamètre. Ça marche au poil ^^ " : que du bonheur!

Bravo.

Dois y avoir moyen de bien s'éclater avec cette machine…

Re: Découpe de nacre à la CNC

Posté : ven. 12 déc. 2014 00:16
par Glooby
Broche c'est habituellement le nom qu'on donne au moteur qui fait tourner l'outil qui n'est donc pas vraiment un moteur d'axe, il tourne c'est tout
brushless DC: j'ai jamais aimé cette appellation personnellement, c'est en fait un moteur triphasé synchrone (qui le distingue de l'asynchrone par son rotor à aimants permanents) mais il n'est pas en courant continu, c'est justement là qu'intervient le
PWM pulse wave modulation ou MLI en français modulation par largeur d'impulsions, on découpe une tension continue (d'où probablement le terme DC assez répandu) en impulsions pour recréer un signal qui se rapproche d'un signal alternatif (un peu comme un découpage en harmoniques pour faire un rapprochement très hasardeux avec la musique). L'avantage étant qu'on peut en contrôler la vitesse bien plus facilement qu'en l'alimentant directement en tri alternatif et donc le faire tourner très vite puisque c'est mieux pour une broche dans le bois
Son porte pince j'imagine que c'est un montage conique classique

Voilà, c'est plus clair?