Cyclone PCB factory : projet de CNC

Sur le site d’une des personnes que je suis, il est fait mention d’une petite CNC d’origine Espagnole , la Cyclone PCB factory (lien vers le site internet). Je trouve ce projet assez intéressant pour plusieurs raisons :

  • Bien que conçu à l’origine pour l’usinage des circuits imprimés, il peut être étendu à d’autres applications : gravure, découpe de matériaux tendres et fins, dessin, etc.
  • il a recours à un maximum de pièces imprimées 3D,
  • il a de nombreuses pièces communes aux imprimantes 3D (roulements, tiges filetées, visserie, tiges rectifiées, endstops, carte électronique par exemple) et comme il m’en reste « en rab » …
  • c’est donc une façon de s’initier à ce nouvel outil à moindre coût, et de mettre à profit nos machines d’impression 3D,
  • de nombreux liens existent avec les outils numériques de pilotage de la CNC, tous « free ».

J’ai donc passé ces dernières semaines à redessiner sous FreeCAD cette petite CNC, à la fois pour m’en imprégner, mais aussi pour pouvoir y apporter des modifications selon mes besoins comme :

  • une table de travail un peu plus grande, c’est-à-dire au format A4 (210×297 mm) – la hauteur/profondeur n’est pas un critère prépondérant ici,
  • un système de maintien de la pièce de travail quelle que soit sa dimension,
  • l’utilisation de la broche que j’ai finalement achetée (j’avais initialement prévu d’utiliser ma Proxxon) – adaptation du système de maintien,
  • la conception du caisson autour de la CNC pour limiter le bruit et la poussière.

 

Projet riche enseignements, avec son lot inévitable de galères  :roll: .

 

 

A) Conception actuelle modélisation sous FreeCAD

Sur la base des fichiers STL de la version 2.2 (mesurés sous FreeCAD), j’ai redessiné toutes les pièces et réalisé l’assemblage ; au final peu de modifications seront à apportées sur les impression 3D.

 

Quelques images du projets :

Cyclone_PCB_factory_view5 Cyclone_PCB_factory_view4

Vue 1

Vue 2

Cyclone_PCB_factory_view3 Cyclone_PCB_factory_view1

Vue 3

Vue 4

Cyclone_PCB_factory_view2  

Vue 5

 

 

Ci-joint l’assemblage « fusionné » (PCB_cyclone_assembly_muxed – fichier compressé avec 7zip)- le modèle complet sera déposé une fois quelques petites corrections apportées et des bugs dans le module d’assemblage (Assembly2) solutionnés.

 

A noter que le modèle comprend plusieurs dizaines de pièces (y compris les vis et les rondelles), et de nombreux sous-assemblages : cette expérience est aussi très formatrice d’un point de vue de l’utilisation de FreeCAD.

 

 

B) Nouvelle conception

En construction.

NB: la masse de la broche dépasse les 900 grammes ce qui est assez lourd, particulièrement pour des axes de diamètre 8 mm  (rappelons que le moment quadratique et donc la flèche dépendent directement du diamètre en 1 / d^{4}) ; passer sur des axes de 10 mm est donc une solution plus pérenne.

 

Je souhaite également avoir une « table de travail » au format A4 : 297 x 210 mm au lieu des 160 x 100 mm actuels.

 

Les CAO et la nomenclature sont en cours de mise à jour (encore quelques pièces à finir).

 

 

 

C) Nomenclature

En construction.

Nom Prix Remarque Adresse internet
Divers en stock

Roulement linéaire LM08UU

Roulement 608ZZ

Tige filetée M8

Tige rectifiée Ø8 mm

Ensdtop x2

Visserie M3 et M8

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Arduino + shield CNC 14.08€ information donnée sur un forum (à tester)  Aliexpress
Pince croco (lot de 5) 2.34€ besoin d’une pour l’auto-levelling  Aliexpress
broche 400W 95€ Broche ER11 + contrôleur vitesse PWM  ebay
Alimentation 48V 26.82€ Alimentation 480W Aliexpress

 

 

D) Impression 3D des pièces

 

En cours.

 

les dernières semaines ont surtout été consacrées à la prise en main de l’imprimante 3D et du logiciel Pilote (Repetier dans le cas présent). Les premières pièces ont été imprimées même si la (re)conception n’est pas terminée (voir figure ci-dessous):

  • les pièces en orange restent identiques à la conception originale
  • les pièces en noir ont été redessinées pour prendre en compte la nouvelle conception (diamètre de barres plus grand et donc les paliers qui seront finalement des igus®).
cyclon_CNC_1  20160224_215826
(premières pièces imprimées)

(2ième frame avorté : hotend bouchée au bout de

5 heures à 3/4 d’heure de la fin   😕  ) 

 

Je suis parti sur les paramètres suivants :

  • (buse de 0.4 mm),
  • Matière : PLA pour toutes les pièces, exceptées celles en contact avec la broche et qui seront en ABS,
  • Température buse à 210°C (mesurée avec un thermocouple au niveau du bloc de chauffe) et lit chauffant à 50°C,
  • infill de 40% – motif = grille,
  • épaisseur des peaux de 0.8 mm,
  • « Raft » systématique (pour facilement décoller les pièces du lit – surtout celles présentant une grande surface de contact),
  • au minimum 2 pièces sont imprimées, sauf pour le « frame » (pour des raisons de place et de temps – plus de 5 heures)