Un total de 16 pages a été trouvé avec le mot clé Fraiseuse Numérique.
Réglages du logiciel Easel pour la fraiseuse X-CARVE
La XCarve est une machine de fraisage, vendue en kit par la société Inventables. Elle permet le fraisage de matériaux tendres (bois, aluminium) et reste modulable grâce à sa structure en profilé Open Source.
Installation des drivers et configuration
Pour piloter la fraiseuse X-Carve, nous devons utiliser le logiciel en ligne Easel, en accédant à leur site et en y créant un compte.
Easel est une application en ligne crée par Inventables (Les concepteurs des CNC X-carve) qui vous permet de designer vos pièces et de les graver avec votre CNC. Il remplace vos logiciel CAD et CAM en les regroupant dans une seule application. (Benmaker)
Pour découvrir ce logiciel et ses fonctionnalité, un tutoriel a été réalisé par Benmaker . Il faudra effectuer quelques modifications dans la partie configuration Easel pour la CNC 3018 car nous avons une X-Carve. Voici les modifications à apporter :
Sélectionner tout d'abord les réglages pour X-Carve Advanced
Ensuite, vous devez brancher le cable USB à votre ordinateur (lors de la première connexion à la machine il vous sera proposé d'installer les drivers).
Dessins
Pour réaliser votre pièce, il est nécessaire d'importer un fichier dans lequel le dessin apparait (= que nous nommons "fichier vectoriel"). Le fichier peut être de source partagée ou auto-produite.
L'application web Kiri:Moto est un slicer pour Impression 3D FDM, SLA, découpe laser et Usinage CN. Elle est mise à disposition par Grid Space, une plateforme de mise à disposition d'applications gratuite, Open Source pour Makers.
Le module Commande Numérique est celui qui nous interesse aujourd'hui, il permet de répondre à une demande d'un module plus complet qu'Easel sur la fraiseuse X-Carve (Prise en charge du 3D, réglage plus fin,...)
Interface
L'interface est composée de 5 parties : Bandeau supérieur, Menu Objet, Menu Controle d'opération, Barre des Opérations et Espace de Travail
Bandeau supérieur
Le bandeau supérieur comprend à gauche un bouton pour changer de mode de fabrication (CNC, SLA, FDM ou Laser) ainsi que la machine employée, la taille de son plateau et des options pour changer le footer et header du G-Code généré.
Menu Objet
Le menu objet est le menu situé à la droite de l'écran, il comporte 6 boutons lorsqu'on se trouve sur le mode CNC.
Setup : Permet de modifier les paramétres machines, créer ou nommer de nouveaux outils ou modifier les options d'interface.
Files : Permet d'importer de nouveaux fichiers 3D (format OBJ, STL ou 3MF), de nouveaux fichiers 2D (SVG, JPG, PNG) qui sont extrudés en volumes 3D automatiquement et d'avoir accès aux anciens fichiers traités.
View : Changer la vue, supprimer les objets ou les réarranger.
Starts : Générer une vue du passage de l'outil et exporter le fichier au format G-Code (possibilité d'avoir accès au temps d'usinage)
Render : Afficher le volume 3D en plein, filaire ou transparence.
Tools : Effectuer sur l'objet des rotations ou déplacement.
Menu Controle d'opération
Le menu de contrôle d'opération est situé à la gauche de l'écran, il comporte 7 boutons.
Tabs : Création d'attaches pour maintenir les pièces à leurs places à la fin de l'usinage.
Stocks : Pour définir le brut d'usinage.
Limits : Pour définir les paramètres de vitesse d'avance ou de zone de dégagement.
Output : ???
Origin : Définir l'origine du programme.
Expert : ???
Profile : Sauvegarder le profil de paramétres.
Barre des Opérations
C'est la barre récapitulative des opérations réalisées et de leurs ordres dans l'usinage.
Revu rapide des fonctions :
Flip : Opération manuelle pour retourner la pièce, elle permet de créer un recto et un verso sur une pièce sans avoir à avoir une fenêtre ouverte pour chaque opération.
Register : Opération de percage pour une mise en position sur une pièce nécessitant une opération des deux cotés
Drill : Opération de percage de trou.
Level : Opération de surfaçage.
Trace : Opération qui permet de suivre un tracé généré, souvent utilisé pour de la gravure de texte.
Gcode : Option d'injection de G-code
Rough : Opération d'ébauche d'une forme
Outline : Opération de finition d'une forme
Contour : Opération de finition pour suivre une courbe (lisser une courbe ébauchée avec Rough)
Pocket : Opération de création de poche dans de la matière (nécessité d'avoir une surface de fond)
Espace de Travail
L'espace de travail correspond à la partie centrale de l'écran, c'est ici qu'après l'import on retrouvera le modèle 3D. Les deux droites, rouge et bleue, correspondent respectivement à l'axe X et Y. Leurs intersections marquent l'origine du programme d'usinage (par défaut en bas à droite de la pièce).
Application
L'application KiriMoto peut effectuer toutes les opérations réalisées par Easel (détourage, poche, découpe) mais en y ajoutant des fonctionnalités de suivi de courbe 3D, option d'usinage doubles faces, surfacage, insertion de G-Code,...
KiriMoto est une application Web de Fabrication Assisté par Ordinateur, elle permet de générer le Gcode nécessaire à l'usinage sur la X-Carve de pièce en 3D, de gravure et de découpe en 2D.
Le tuto s'intéresse à 5 cas d'applications :
Prise en main du logiciel sur une pièce simple
L'usinage d'une pièce sur deux faces (en construction)
Utilisation d'un fichier SVG en 3D (en construction)
Usinage d'une pièce avec une surface courbe (en construction)
Etape 1 : Import et préparation de l'espace de travail
Une fois arrivé sur la plateforme il est nécessaire de renseigner les spécifications machine de la fraiseuse ainsi que le paramétrage des outils avant de commencer à travailler sur l'objet.
Pour ouvrir le panneau de configuration de la machine, il faut cliquer sur l'icone Mode CNC.
On accède ensuite à l'interface de modification des paramètres machine, c'est ici qu'on peut renseigner la machine qu'on utilise ou renseigner une nouvelle machine (ex:X-Carve 750mm) et selectionner l'option CNC.
On ouvre ensuite la page de création et de modification des outils (raccourci clavier O).
C'est ici qu'on peut créer de nouveaux outils.
Petite explication des paramétres :
Type : Forme de la fraise (Ronde=Ball, End=Carré, Taper=pointe), chaque type d'outil à une fonction différente lors des opérations d'usinage.
Tools : Ne pas modifier, c'est juste le numéro que va prendre l'outil dans le Gcode (peut être intéressant si magasin d'outil automatique)
Metric : Quand coché les mesures sont en métrique et non en impérial.
Shaft : C'est le corps de la fraise, la partie supérieure qui ne comprend pas les lames.
Pour l'exercice on prendra une fraise plate de 8mm de diamètre.
Import de fichier
Pour importer un fichier on peut soit utiliser le raccourci clavier I soit aller dans Files et Import.
Une fois le fichier importé, la barre de droite permet d'intéragir avec l'objet.
La barre du bas sert à ordonner et définir les opérations d'usinage qui seront réalisées. Pour notre exemple seul deux nous seront nécessaires:
Rough : Opération d'ébauche pour enlever un maximum de matière
Outline : Opération de finition
Pour ajouter ces deux opérations on clique sur le plus, puis on vient sélectionner Rough en premier et on refait la manipulation pour Outline en second.
Ensuite on va définir les paramétres des opérations :
Pour Rough on va définir
la fraise sur "Fraise Plate 8mm"
speed rate (vitesse d'avance) : 1000 (mm/s)
plunge rate (vitesse d'avance en Z) : 250 (mm/s)
step down (profondeur de coupe) : 1 (mm)
step over (Espace entre chaque passe) : 0.7 (70%)
Leave stock (laisser une surépaisseur) : 0.5 (mm)
Et on va sélectionner clear voids et inside only
Pour Outline on va définir :
la fraise sur "Fraise Plate 8mm"
speed rate (vitesse d'avance) : 800 (mm/s)
plunge rate (vitesse d'avance en Z) : 250 (mm/s)
step down (profondeur de coupe) : 1.5 (mm)
Et on ne sélectionne rien
Etape 3 Création des tabs
On peut maintenant ajouter les supports d'accroches (ou tabs) pour sécuriser la pièce lors de son usinage. Ce sont des petits espaces où la matière ne sera pas enlevée pour permettre à celle-ci de rester en place à la fin de l'usinage.
Pour les créer il faut aller dans la barre opération de gauche et cliquer sur Tabs, puis cliquer sur le +. À partir de là on peut aller sur le modéle 3D et définir où est-ce que l'on souhaite voir un Tabs (pour bien sécuriser la pièce, il est conseillé d'en mettre 3/4 réparties sur le tour).
Une fois les tabs positionnés on peut venir recliquer sur Tabs et sur 🗸 pour valider l'opération.
Etape 4 Génération du G-code
Après avoir définit tous les paramètres, on peut vérifier le chemin de la fraise pour voir si elle fait ce qu'on veut qu'elle fasse. Pour cela, rien de plus simple, on va sur Start dans la Barre objet de droite et on sélectionne Slice.
Si toute la configuration s'est bien déroulé on devrait avoir la vue ci-jointe.
Si le chemin correspond, on peut alors générer le G-code associé, pour cela on clique sur start dans la Barre objet de droite puis sur Export, une fenêtre s'ouvre avec un encart pour changer le nom du fichier, le temps d'opération et un bouton pour lancer le téléchargement du fichier (download).
Le fichier G-code est alors généré et on peut passer à l'usinage !
Les fonctions réutilisées de l'exercice précédent ne seront pas explicitées dans celui-ci.
L'usinage sur deux faces permet d'ouvrir un champ des possibles assez interessant mais en contrepartie c'est une pratique qui demande beaucoup plus de préparation et de reflexion pour avoir un résultat convenable.
Le premier défi est donc d'arriver à avoir la même origine programme sur les deux faces. Lors de la reflexion de ce tutoriel plein d'alternative ont était étudié et testé mais une seule reste facile et répétable.
La méthode présenter ici est celle des pions de positionnement. La théorie de base est de créer deux points qui traversant sur la plaque usinés pour créer un système de coordonées et de position commun aux deux faces.
Pour cela nous allons percé avec la fraiseuse numérique deux trous traversant au niveau de la plaque et qui vont aller usiné le martyr (comme présenter sur le schéma joint).
Fabrication de l'empreinte
Créer la mise en position
Pour créer ces percages nous créons un modéle 3D d'une plaque comprenant deux trous distant de 150 mm (la distance et le positionnement des trous peuvent changer suivant la pièce que l'on veut fabriquer).
L'épaisseur de cette plaque doit correspondre à l'épaisseur de notre plaque brut + la profondeur à laquelle on souhaite enfoncé nos pions de positionnement.
Attention les trous doivent être centré sur le volume, cela permettra d'avoir un centre commun avec les pièces usiné ensuite.
paramétrage
Une fois le modéle 3D fait nous l'importons dans Kiri:Moto
Une fois les outils renseigner (revoir le premier tuto pour rrensigner de nouveau outils) nous pouvons commencer le paramètrage.
Plusieurs paramètre sont a modifié avant de choisir les opérations à appliquer :
- Verifier que le "stock" est à zéro (Width = 0, Depth = 0, Height = 0)
- Dans Outline coché "Origin Top" et "Origin Center": Cela permet de mettre le zéro programme à la surface de la planche à percé et au centre de celle ci
Une fois les paramètres changés passons aux opérations :
Avec une fraise de 6mm de diamètre il faut utiliser la fonction "Rough" avec le paramètrage ci joint :
Conseil d'usinage
Il est conseillé d'utiliser une fraiseuse numérique ayant un système de déplacement rigide (vis à bille, roue et vis sans fin,...).
N'hesitez pas à vous faire accompagner lors de ce projet/exercice, on touche du doigt des fonctions assez complexe sur le fraisage.
Usinage face 1
Importation et paramètrage
Une fois l'importation du modéle 3D de cassette fait on viens en modifier la taille (X=100, Y=15) en pensant à dissocié les échelles (petit case à cocher en dessous des X,Y et Z).
Pour accéder au changement d'échelle il faut aller dans outil>échelle.
Une fois la mise en position faite on s'intérésse aux paramètrage générale :
- Mettre un stock de hauteur (height) 3 mm
- Venir cocher dans Limits un Z-Anchor Middle
- Definir dans Limits un Z Thru de 0.5mm
- Venir décocher dans Outline le Origin Top
Une fois ce paramètrage réaliser on peut definir les opérations nécessaire, ici on se contentera d'une opération de rough avec les paramètres ci joint :
Les chemins généré devrait ressembler à l'image suivante :
Coût matière : Environ 30€ (Moitié de plaque de 250x122)
Coût machine : Environ 7€ (1h)
Commentaire pour amélioration
Les poignées de la caisse ne laissent pas assez d'espace pour les doigts et mériteraient d'être légérement plus basses.
Matériaux plus épais et caisse plus petite serait cohérent
Contexte de création
Lorsque j'ai créé cette caisse l'idée pour moi était plus de faire un Proof of Concept pour étudié la faisabilité de créé du mobilier avec cette technique d'assemblage par tenon mortaise sans clou ni vis
Il est cependant possible (et encouragé) de se servir de plaque récupérer et revalorisé ou de chute de plaque pour faire ces caisses !
L'aspect caisse en bois "stackable" et personnalisable au niveau de la taille pourrait aussi permettre de faire un jeu de caisse de différentes tailles qui s'imbriques. (exemple ici)
Niveau de difficulté : ⭐⭐⭐ (moyen)
Cout de fabrication unitaire indicatif : 40€
Contexte
Voici les plans d’un marudai, qui est un support en bois permettant de confectionner le kumihimo, technique traditionnelle japonaise de tressage.
Ces plans ont été initiés par la Turbine Créative, dans le but de donner des ateliers de tressage lors de l'événement Tresse Alors ! en 2023. Des ateliers de kumihimo continuent d’avoir lieu au sein de notre tiers lieu. Initialement fabriqué par l’atelier de menuiserie … Les marudais ont été fabriqués avec le fablab Openfactory de Saint-Etienne.
Le terme kumi himo signifie en japonais « fils réunis ».
Ces cordons ont une longue histoire : leur origine au Japon remonterait à environ 700 après J.-C., et ils seraient venus du continent chinois et de la péninsule coréenne en même temps que le bouddhisme. Lorsque les kumihimos sont arrivés au Japon, ils étaient utilisés pour décorer des objets bouddhistes et des parchemins. Ils se sont progressivement répandus dans de nombreux domaines, notamment dans les décorations des sabres de samouraïs, les ceintures de kimonos appelées obijime, mais aussi comme ornements pour les œuvres en céramique.
Comment on l'utilise ?
Le principe du tressage kumihimo est d'interchanger des fils opposés, certains dans le sens horaires et d’autres dans le sens anti-horaire.
Par exemple pour réaliser un kumihimo à 8 fils, un des motif (ou combinaison) possible est :
Échanger les fils 1 /5 - sens horaire
Échanger les fils 2 /6 - sens anti-horaire
Échanger les fils 3 /7 - sens horaire
Échanger les fils 4 /8 - sens anti-horaire
Répéter ce motif autant de fois que vous le souhaitez !
Fabrication
Liste de course
Outils
Fraise CNC 4mm bois 2 dents
Fraise à congé R3 8mm 2 dents
Papier ponce 180 et 120
Rape à bois
Scie à onglet (ou scie manuelle)
Matériaux
Contrepaqué 15mm
Colle à bois
Tourillon lisse diamètre 18mm 160cm (4x40cm) + 50cm (8x6cm) pour les 8 bobines
Machines numériques
Fraiseuse CNC
Découpeuse/graveuse laser
La fabrication du marudai se décompose en 3 parties:
La fabrication des plateaux supérieur et inférieur
La découpe des pieds
La découpe des bobines de fil
Plateaux
Une fois les fichiers téléchargés (en haut de page) vous pouvez lancer votre logiciel de Fabrication Assisté par Ordinateur (CamBam dans notre cas) sur le poste informatique de la machine.
Nous allons fabriquer trois objets :
La plaque supérieure qui comportera les chiffres et les entailles
La plaque inférieure qui servira de pied pour le marudai
Les têtes de bobines qui nous serviront plus tard
La fabrication va se dérouler en trois étapes, la découpe des plateaux, dans un second temps le percage pour emboiter les pieds au dos des plaques et enfin la gravure laser des chiffres et repères.
Placer la plaque gravée avec les chiffres sur la table, face gravée contre la table
Mettre une goutte de colle dans chacun des 4 trous
Insérer les 4 tourillons de 40cm (s’aider d’un maillet)
Placer la plaque inférieur, en ajustant les 4 poches (=trous) de la plaque en face des 4 trous, s’aider d’un maillet pour les encastrer petit à petit
💡 En bonus
Vous pouvez finir par vernir votre marudai si ça vous fait plaisir !
Contrôler la fraiseuse X-Carve avec Ultimate Gcode Sender et FreeCAD
Pour pouvoir utiliser la fraiseuse du fablab Openfactory avec plus de souplesse que celle permise par le logiciel Easel dans sa version freemium, on a décidé de trouver une alternative libre et open source pour pouvoir apprendre à réaliser les plans d'une pièce, sous FreeCAD et d'envoyer le Gcode à la machine via Ultimate GCode Sender. Cette page doit permettre de pouvoir prendre en main l'usage de ses outils à travers un cas concret. Vous y retrouver les différentes étapes du processus:
1 => Convertir le fichier SVG que je souhaite usiner en Gcode avec FreeCAD
2 => Importer le Gcode dans UGS pour usiner la pièce sur la fraiseuse
Le fichier SVG ne permet pas d'etre manipulé tel quel dans FreeCAD, pour remédier à cela on va devoir créer le sketch (= une esquisse).
Dans FreeCAD, l'esquisse est un schéma qui décrit une forme à appliquer à une fonction afin de produire une forme. Soit une forme "positive" ou "additive": un bossage (pad) par exemple, ou une forme "négative" ou "soustractive": un creux (ou poche - pocket) par exemple.
Je commence mon projet avec le fichier SVG ci-dessous qui comprend des zones à découper et d'autres zones à usiner partiellement en profondeur
Dans les étapes ci-dessous on va voir les différentes étapes à réaliser pour convertir notre fichier SVG en esquisse :
Lorsqu'on ouvre son fichier SVG une fenêtre apparait il faut sélectionner SVG as geometry (import SVG) Ouverture d'un fichier SVG
Ensuite il faut se positionner dans l'espace de travail "Draft" comme sur l'écran ci-dessous
Dans la prochaine étape on va convertir tous nos chemins (=path) en esquisse (=sketch). Je vais en profiter pour faire disparaitre les chemins que je ne souhaite pas decouper cette fois ci (la poignée et les pieds qui sont en bas a droites de mon fichier SVG). Je vais donc cliquer sur un chemin et ensuite je clique sur la barre d'espace. Le chemin disparait de l'écran et le path associé est grisée dans le menu de gauche
Ensuite, on va sélectionner tous les path (écit en noir qui correspondent à mes path que je souhaite sélectionner) de notre fichier. Astuce, je clique sur le premier path et j'enfonce la touche shift que je maintien appuyé en cliquant sur mon dernier path, cela me sélectionne l'ensemble des path souhaités.
Enfin je vais créer les sketchs correspondants aux chemins que je précédemment sélectionnés en effectuant via le menu Modification => Draft vers Esquisse
Dans mon menu de gauche, en dessous de mes path, je trouverais maintenant des esquisses correspondant à l'ensemble de ma forme.
Pour cette partie on va travailler dans l'espace de travail appelé Sketcher
Comme je possède 3 formes qui sont englobé les unes dans les autres (en gros un rond qui est dans un rectangle qui est dans un autre rectangle) je vais devoir fusionner 2 groupes de sketch (on verra un peu plus tard comment on fusionnera nos 2 travaux d'usinage).
Dans mon cas, il s'agit des 3 ronds qui sont sur le haut pour fixer la poignée et des 4 ronds en bas qui sont dans un rectangle.
Pour repérer les ésquisses des éléments que je souhaite conserver dans le sketch des ronds je vais cliquer sur ma forme (elle devient jaune) et cela m'indiquera dans le menu à gauche le numero du sketch.
Je sélectionne ensuite tous les sketchs que je souhaitent fusionner ensemble. Ici les sketchs 38 à 40 et 45 à 54 en cliquant dessus et en maintenant enfoncé la touche Ctrl dans le menu de gauche
Je vais pouvoir les fusionner ensemble dans un seul sketch en effectuant via le menu Sketch => Fusionner les esquisses
Cela me créé un nouveau sketch (dans mon cas le sketch108) que je vais renommer en faisant un clic droit et en l'appelant sketch_rond
Je vais appliquer la meme procédure pour tous les autres sketchs et je l'appelerais sketch_principal
Pour cette partie on va travailler dans l'espace de travail "Part"
La première étape va consister à extruder la forme extérieure de ma pièce. Pour effectuer cette étape, je vais sélectionner le sketch dans lequel j'ai fusionné tous les sketchs des formes externes (ici "sketchexterne") et j'appuye sur le bouton extrude (indiqué par ma souris sur l'image)
Et je règle l'épaisseur de ma pièce, dans mon cas 15mm
L’accumulation de copeaux et de poussières nuit à la précision, bloque les éléments mobiles et favorise l’usure prématurée. Une machine propre est plus fiable et sécurisée.
🛠️ Action à faire
- Aspirer ou brosser la table de travail et les glissières
- Nettoyer la tête mobile et la broche
- Jeter les chutes de matériaux inutilisables
- Vérifier et nettoyer la jauge d’auto-focus (si présente)
📅 À chaque utilisation
Entretien des axes et glissières
Les glissières et vis à billes assurent un déplacement fluide. Un mauvais entretien génère des frottements, des vibrations et une baisse de précision.
🛠️ Action à faire
- Nettoyer les rails linéaires avec un chiffon doux
- Appliquer une fine couche de lubrifiant spécifique
- Vérifier visuellement l’état des glissières et vis
📅 Tous les 6 mois
Inspection de la chaîne porte-câbles
Les copeaux peuvent s’accumuler dans les chaînes, ce qui endommage les câbles à la longue par abrasion ou coincement.
🛠️ Action à faire
- Ouvrir les parties accessibles de la chaîne
- Enlever les débris avec un pinceau ou air comprimé
- Contrôler l’intégrité des câbles (pas de pincement ni coupure)
📅 Une fois par mois(conseillé)
Nettoyage des composants électroniques
La poussière réduit la dissipation thermique des composants et augmente le risque de panne.
🛠️ Action à faire
- Couper l’alimentation
- Ouvrir le boîtier électrique
- Souffler la poussière avec de l’air sec ou une bombe à air
📅 Une fois par an(conseillé)
Vérification du serrage mécanique
Les vibrations desserrent les vis et fixations, ce qui peut entraîner des défauts d’usinage ou une casse.
🛠️ Action à faire
- Vérifier le serrage de la broche, des moteurs, des rails
- Resserrer avec les outils adaptés
- Contrôler les connexions visibles (électriques et mécaniques)
📅 Une fois par an
Maintenance du système de refroidissement (broche à eau)
Une eau sale ou stagnante compromet l’efficacité du refroidissement et risque d’endommager la broche.
🛠️ Action à faire
- Contrôler le niveau et la propreté de l’eau
- Vider et remplir avec de l’eau déminéralisée propre
- Observer la température pendant l’usage (inférieure à 40°C)
📅 Une fois tous les 6 mois(conseillé)
Préparation à l’inactivité prolongée
Une machine laissée sans entretien pendant une longue période peut rouiller, se gripper ou s’encrasser.
🛠️ Action à faire
- Nettoyer intégralement toutes les parties de la machine
- Graisser les parties métalliques mobiles
- Couvrir la machine avec une housse ou une bâche respirante
- Ranger dans un endroit sec
Description
Zone de travail : 400 (X) x 305 (Y) x 135 (Z) mm
Chargeur d'outils automatique pour 6 fraises
Détection automatique axe Z (Z probe)
Axe rotatif
Le système OpenGrid repose sur le principe de la conception modulaire d'élément tous adaptable sur une même grille d'encoche.
Le choix du module de ce projet c'est fait suivant ces critères :
Divisibilité de la base (choisir une base qui puisse se diviser par 2,3,5,6,9 et 10)
Avec une echelle cohérente pour du meuble (entre 50 et 150mm d'écart inter rainure)
Être facilement fabriquable avec les machines disponible au sein du fablab
Pouvoir se modifier facilement en fonction des usages
Permettre des connexions robustes entre les accessoires et le fond
Panneau à trou sur le panneau noir
Logo Forgeslab (Forges+lab+UJM&Zoomacom)
Panneau Tiers lieux, Fablab, documentation
Fraiseuse Numérique
Une fraiseuse est une machine-outil utilisée pour usiner tous types de pièces mécaniques, à l'unité ou en série, par enlèvement de matière à partir de blocs ou parfois d'ébauches estampées ou moulées, à l'aide d'un outil coupant nommé fraise. (Source : wikipedia:Fraiseuse)
Présentation des espaces (Espaces de visualisation, arbre de traits et de fonction, Espace de paramètrage, Barre de fonction)
Chargement d'un fichier, préparation des traits, Paramétrage d'une fonction
Présentation des espaces (Espaces de visualisation, Coordonnées, Affichage du gcode, réglage des vitesses, arrêt d'urgence)
Paramétrage de la machine et lancement de démonstration
Exercice complet
40min
Exerice en autonomie surveillé complet
Ouverture par les participants d'un nouveau fichier puis paramétrage CamBam, verification du paraètrage par le formateur, paramètrage Mach3, verification par le formateur, lancement du programme)
Bilan de la formation
10min
Bilan de la formation et point d'amélioration
Exercice - Fraisage numérique CNC
Cette page recense les différents exercices pratiques possibles lors des sessions entre pairs organisées au sein du fablab. Vous retrouverez pour chaque exercice une illustration de l'objet finale, le niveau de difficulté, la matière utilisée, le plan détaillé de la pièce et les fichiers de conception et fabrication. Bonne session !
Exercice formation
Exercice Session entre pairs
Le système de plaque à encoche
image IMG_20251208_163530.jpg (0.8MB)
Plaque support
image Capture_dcran_20251208_164441.png (0.2MB)
Difficulté
Fonction utilisé
Percage simple, Contournage intérieur et extérieur
Aide mémoire - Utilisation des fraiseuses CNC Technologie
Cette page est une aide-mémoire et n'a pas vocation à être un support d'autoformation.
Lexique
Fraise
La fraise est l'outil tournant qui va enlever la matière lors de l'usinage
Queue
La queue est la partie de la fraise qui va être prise en étau par le mandrin
Longueur utile (de coupe)
Elle correspond à la longueur de coupe possible de l'outil, elle s'arrête quand il n'y a plus de dents
Usinage CN
L'usinage Commande Numérique est un usinage controlé par un programme informatique
Gcode
Le Gcode est un language de programmation et de conversation homme-machine
Sécurité
Porter les éléments de sécurité (casque, lunettes de protection) lorsque la machine est en marche
Vérifier le serrage de la pièce et de la fraise dans le mandrin avant toute opération
Vérifier le tracé du programme avant de le lancer (ne pas hesitez à le lancer "à vide" pour vérifier)
Toujours être à proximité de la machine avec un accès direct au bouton d'arrêt d'urgence
Mettre la vitesse d'avance à 10% dans les premiers instant de l'usinage pour éviter toute mauvaise surprise puis augmenter progressivement la vitesse.
Concevoir son fichier pour le fraisage CNC
La plupart de l'utilisation d'une fraiseuse numérique se fait en découpe, évidement ou gravure de panneaux ou pieces de bois.
La création du fichier peut se faire sous deux formes en fonction de vos besoins et de votre compétence en conception.
Conception 2D : La première, en 2D, se fait à l'aide d'un logiciel de dessin vectoriel 2D (Inkscape,...). Ce dessin représentera alors le tracé de la fraise sur notre machine. Il est important de se représenter le tracé correspondant à chaque opération. Une fois le dessin fait, il faut exporter le fichier sous le format .DXF, c'est un format vectoriel qui permettra de récupérer les tracés sur le logiciel de conversion en Gcode.
Conception 3D : Pour ce qui est de la 3D on peut utiliser des logiciels CAO (Conception Assistée par Ordinateur) faits pour de la 3D, tels que FreeCAD ou Blender. Le format de fichier utilisable est le .STL, c'est un format de fichier courant au sein des fablabs car il est aussi utilisé sur les imprimantes 3D. On peut, de la même manière que pour les logiciels de conception 2D, en extraire des fichiers .DXF. L'intérêt de la conception 3D est double; elle permet de faire une conception "plus précise" (notamment pour des pièces techniques) et est très pratique quand on souhaites faire des assemblages de pièces.
Pour celles et ceux qui souhaitent faire du fraisage sans avoir besoin de concevoir un objet, Internet est remplit de ressources et plans existants !
Vous pouvez retrouver ci-joint des sites spécialisés, ou non, dans le fraisage numérique, faire attention de bien veillez à ce que les plans soient compatibles avec l'usinage.
Au sein du fablab nous utilisons un logiciel nommé "CamBam", c'est un logiciel qui nous permet d'affilier une opération à chaque tracé ou courbe créés à l'étape d'avant.
Pour rafraichir ses connaissances sur l'utilisation de CamBam référez vous à la section ci-dessous:
Ouvrir un fichier Fichier>Ouvrir (fichier au format .cb, .dxf ou .stl pour du suivi de profil)
Transformer les lignes en polylignes (Ctrl+A puis Ctrl+P)
Joindre les lignes (Ctrl+A puis Ctrl+J)
Mettre le dessin à l'origine (Ctrl+A puis Ctrl+L puis cliquer sur Appliquer)
[En cours d'écriture]
CamBam est un logiciel de FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) permettant de générer les parcours d’usinage à partir de dessins 2D. Il est particulièrement adapté à l’utilisation de fraiseuses CNC dans un FabLab, que ce soit pour le bois, l’aluminium, le plastique ou d’autres matériaux.
Il fait le lien entre le dessin (souvent au format DXF) et le code G-code qui pilote la machine-outil.
Il est composé de 4 zones :
Zone de prévisualisation des objets et du parcours d'outil
Cette zone correspond aux tracés du fichier DXF chargé dans Cambam, c'est aussi ici qu'on pourra visualiser les parcours d'outil et verifier leurs bon paramètrage.
C'est ici qu'on va cliquer après avoir selectionner les traits pour affilier nos opérations (contournage, poche, percage, gravure,...)
image Zone_Opration.png (0.2MB)
Zone Arbre d'objet et d'opération
Cette zone est séparer en deux arbres :
- Un arbre des traits, c'est ici qu'on retrouve les différentes instances de trait (et leurs numéro d'identification) du dessin
- Un arbre des opérations, il liste les opérations d'usinages affliés aux différents traits du dessin. Les opérations s'enchaîneront dans l'ordre de l'arbre lors du lancement du fichier sur la fraiseuse.
image Zone_arbre.png (0.2MB)
Zone de Paramètrage
Cette zone permet de contrôler notre opération, c'est là qu'on va pouvoir décider de la vitesse, profondeur, avance,... de notre opération.
CamBam fonctionne avec des extensions de document en .DXF ou .stl, ces formats de fichiers vectoriel permettent de garder les tracés en vecteurs entre le logiciel de conception et le logiciel de Fabrication Assisté par Ordinateur.
Lancer le logiciel CamBam
Ouvrir le document préparé en amont sous le bon format. Pour cela cliquer sur Fichier (en haut à gauche de l'écran), puis Ouvrir et selectionnez le fichier souhaité (au format .dxf ou .stl). Si il s'agit d'un projet CamBam déjà commencé et enregistrer il aura le format de fichier .cb.
Une fois le fichier ouvert sur CamBam il faut vérifier la taille (et redimensionner le cas échéant) et mettre l'esquisse à l'origine. Les deux traits perpendiculaires, en bas à gauche de la fenêtre de visualisation, correspondent à l'origine de votre programme.
Pour vérifier la taille, et redimmensionner au besoin, votre esquisse aller dans Edition puis Transformer puis Echelle ou Ctrl+E. Une fenêtre s'est ouverte avec la possiblité de redimensionner en pourcentage de la taille de la forme actuel ou en dimensions absolues.
Il est possible que votre esquisse soit subdivisée en traits plus petits que les formes générales, pour joindre ces traits il suffit de :
- Transformer tous les traits en polylignes
- Sélectionner tous les traits (Ctrl+A) et les joindres (Crtl+J ou Edition puis Joindre).
Pour changer la position de votre esquisse, appuyer sur Shift puis vous pouvez cliquer (clic droit) sur la forme et la changer de position en restant appuyé. Pour une mise à l'origine plus précise selectionner tous vos objets (Ctrl+A) puis Ctrl+L, une fenêtre de dialogue s'est ouverte, elle vous permet de définir le position de votre élément et son alignement par rapport à l'origine.
Une fois l'esquisse téléchargée et prête, il faut créer les opérations d'usinage.
Le récap
Ouvrir un fichier : Fichier>Ouvrir (fichier au format .cb, .dxf ou .stl pour du suivi de profil)
Transformer les lignes en polylignes (Ctrl+A puis Ctrl+P)
Joindre les lignes (Ctrl+A puis Ctrl+J)
Mettre le dessin à l'origine (Ctrl+A puis Ctrl+L puis cliquer sur Appliquer)
Une fois le document ouvert et positionné on peut affecter des opérations à chaque trait de notre esquisse.
En usinage Commande Numérique il y as 5 types d'opérations possibles :
Contournage : C'est une opération qui permet de découper l'intérieur ou les cotés d'une pièce
Poche : Il s'agit d'une opération qui évide la matière, en suivant un tracé, sur une certaine profondeur
Gravure : Cette opération permet de faire suivre un outil suivant un trait.
Suivi de profil 3D : C'est une opération réservée à l'utilisation de volume 3D dans CamBam, elle permet de suivre une courbe 3D
Perçage : Permet de programmer des cycles de percage
Notre mission est d'affecter l'opération la plus cohérente à chaque trait pour que le dessin 2D prennes forme.
Pour affecter une opération, sélectionnez le trait auquel vous voulez la rattacher puis cliquer sur l'opération sur le bandeau supérieur (les opérations sont à droite du bandeau en orange)
L'opération va alors apparaitre sur le bandeau de gauche dans l'arbre des opérations.
Une fois l'opération sélectionnée vous aurez accès aux paramètres de contrôle de votre opération.
Les paramètres important sur lesquels vous devez influer sont les suivant :
Outil : Le choix de l'outil se fait en fonction d'une bibliothèque déjà existante, vous pouvez y accéder par le menu déroulant à droite de la ligne.
Vitesse de rotation : C'est ici que vous aller pouvoir reporter la valeur de F calculée (pour la calculer se référer à la section suivante).
Vitesse d'avance : C'est ici que vous aller pouvoir reporter la valeur de Vf calculée (pour la calculer se référer à la section suivante).
Vitesse d'avance en Z : Correspond à la vitesse de déplacement de la fraise en descente (en régle générale elle correspond à Vf/4)
Profondeur de passe : Cette valeur se calcule comme étant le diamètre de l'outil divisé par deux au maximum. Plus la valeur est basse, moins les efforts seront importants et meilleur sera le résultat.
Profondeur finale : C'est cette valeur qui va définir la profondeur de votre usinage.
Choisir son outil
Les différents types d'outil
Fraise cylindrique cette fraise vous permettra de réaliser des découpes précises et nettes dans différents matériaux tels que le bois, le métal ou le plastique. Grâce à sa forme cylindrique, elle offre une grande polyvalence et peut être utilisée pour créer des rainures, des encoches, des chanfreins et bien plus encore. Fraise à surfacer : elles se reconnaissent par leur diamètre important. Leur principale utilité est de faire un surfaçage (opération qui consiste à enlever quelques millimètres au dessus de la pièce pour avoir une surface propre). Fraise 2T (2 tailles) : Ce sont les fraises les plus utilisés pour de l'usinage CN, elles sont assez versatiles et se présentent sous toutes les dimensions. Elles se reconnaissent par leur cylindricité et leurs deux arêtes de coupe. C'est un outil très adapté à l'usinage de poche. Fraise hémisphérique : Une fraise avec un bout arrondi, elle permet de faire du suivi de profil dans un usinage 3D. Fraise à chanfreiner/rayonné : ce sont des fraises spécifiques qui sont montées pour faire la finition d'une pièce et ébavurer les angles en chanfrein ou congé. Fraise de gravure : C'est une fraise avec un angle de taille compris entre 45° et 10°, elle est utilisé pour faire des gravures ou du suivi de profil sur de la finition. Foret de percage : Ce sont des forets de percage classique qui peuvent être montés sur la fraiseuse CN pour effectuer des séries de perçages.
Le choix de l'outil est évidemment dépendant de l'opération à executer.
Une fois les opérations créer et paramètrer il est temps de générer les parcours d'outil (Ctrl+T) pour vérifier visuellement que les parcours represente les opérations voulu.
Si besoin on reviens aux étapes précedente pour modifier les paramètres des opérations d'usinages.
Si les parcours d'outils correspondent on peut générer nos parcours d'outils
Le logiciel Mach3 est un logiciel de contrôle (monitoring) de machine à commande numérique.
Lorsque vous aurez lancé le logiciel vous allez tomber sur une interface similaire à celle représentée ci-contre.
Il est composé de 6 zones :
Zone de visualisation du Gcode
Cette fenêtre vous permettra de suivre en temps réel l'évolution de votre Gcode lors du fraisage. Cette Fenêtre peut paraître obscure mais elle est très utile pour détecter des erreurs de programmation.
image visu_gcode.png (0.2MB)
Barre de bouton
Cette barre de boutons est l'une des plus importante de cette interface. Ce sont eux qui vont nous permettre respectivement de "lancer" notre programme, le mettre en "pause", stopper complétement notre programme et "palper" la surface de notre pièce pour effectuer le zéro en Z.
image visu_bouton.png (0.2MB)
bouton d'arrêt d'urgence
image visu_bouton_arret_durgence.png (0.2MB)
visualisation des coordonnées
visualisation des coordonnées de l'outil (dans l'environement programme ou machine)
image visu_coordonne.png (0.2MB)
La panneau de contrôle
Un panneau de contrôle des vitesses de rotation et d'avance de l'outil
image visu_controle.png (0.2MB)
Fenêtre de visualisation
Une interface de prévisualisation du parcours d'outil
Lors du lancement de Mach 3 nous devons faire en sorte que la machine est une notion la position de son charriot par rapport au limite de son espace de travail.
Définition des POM (Position d'Origine Machine)
Pour cela la première chose à faire est de définir les positions d'origine machine :
Allumer la fraiseuse numérique
Désactiver l'arret d'urgence mécanique et éléctronique
Se rapprocher avec les fleches directionnelles de la position d'origine machine (en bas à gauche du tablier)
Cliquer sur position d'origine machine (avec la main sur l'arrêt d'urgence)
Valider que l'opération de prise d'origine s'est bien passer en cliquant sur X et Y
Définir la position d'orgine programme
Une fois les prises d'origines machines faite il connais son environnement de travail, maintenant nous devons lui dire où es ce qu'il doit commencer à travailler et donc définir la position d'origine programme :
Selectionner et positionner le martyrs sur le plateau
Monter l'outil sur la broche
Positionner l'outil au dessus du martyrs
Placer le capteur de profondeur en dessous de la fraise et brancher le sur la prise adaptée
Positionner l'outil en Z à moins de 20mm du capteur
Cliquer sur Palper avec la main sur l'arrêt d'urgence
Débrancher et ranger le capteur
Positionner la fraise au dessus du brut dans la position d'origine programme souhaitée
Cliquer sur X et Y pour définir la position d'origine programme
Positionnement matière
Une fois les origines établit il faut positionner et brider la matière première à usiner.
Selectionner la matière
Placer la matière sur le martyrs
brider la matière sur la table (avec a minima 3 brides métalliques)
Le récap
Allumer la machine
Faire les positions d'origine machine et valider en cliquant sur X et Y
Une fois l'environnement de travail prêt on peut ouvrir son fichier Gcode et vérifier que le programme d'usinage est adapté au brut choisi. Pour cela :
Charger le fichier Gcode (format .nc)
Vérifier que le tracer de l'outil n'interfert pas avec les brides et rentre dans la matière selectionner
Si besoin redefinir l'origine programme jusqu'à ce que l'étape précedente soit validé
Tableau de valeur de vitesse d'avance et de rotation de la broche pour un outil de diamètre 6mm
Matière
Vitesse d'avance
Vitesse d'avance en plongée
Vitesse de rotation
Fraise conseillée
PVC expansés
4000
1000
12 000
Fraise 1 dent plastique/résines
Verres acryliques
3000
700
20 000
Fraise 1 dent acrylique
Différents plastiques (PS, ABS, PE,...)
3500
700
15 000
Fraise 1 dent plastique/résines
Aluminium composite
3000
600
12 000
Fraise 1 dent plastique/résines
Bois reconstitués (CP, MDF, Aggloméré)
4000
800
12 000
Fraise 2 dents bois
Bois bruts (chêne, sapin, bambou, hêtre, balsa,...)
2000
800
14 000
Fraise 2 dents bois
Résines (epoxy, polyester)
2000
800
12 000
Fraise 1 dent plastique/résines
Mousses rigides et semi rigides
4000
1000
16 000
Fraise 3 dents mousse
Aluminium et laiton (en tôle)
400
100
14 000
Fraise 1 dent alu
Aluminium et laiton (en bloc)
1000
100
14 000
Fraise 1 dent alu
Tableau de valeur pour le calcul des vitesses d'usinage et de rotation de la broche
Matière
Vitesse de coupe
Fraise conseillée
PVC expansés
230
Fraise 1 dent plastique/résines
Verres acryliques
380
Fraise 1 dent acrylique
Différents plastiques (PS, ABS, PE,...)
280
Fraise 1 dent plastique/résines
Bois reconstitués (CP, MDF, Aggloméré)
230
Fraise 2 dents bois
Bois bruts (chêne, sapin, bambou, hêtre, balsa,...)
280
Fraise 2 dents bois
Résines (epoxy, polyester)
230
Fraise 1 dent plastique/résines
Mousses rigides et semi rigides
300
Fraise 3 dents mousse
Formule de calcul
fz = Ø/50
F = (1000×Vc)/(π×Ø)
Vf = F×fz×Z
Vc (vitesse de coupe) : c'est la vitesse tangentielle au niveau de la dent de l'outil tournant (fraise ou foret) fz (en mm/dent) : correspond à l'avance par dent, donc le nombre de millimètres qui peuvent être enlevés avec l'utilisation d'une seule dent par rapport à l'outil Ø : c'est le diamètre de l'outil F (en tour/min):correspond à la vitesse de rotation de la broche Vf (en mm/min) : est la vitesse d'avance de notre outil en phase de travail Z : Nombre de dents sur la fraise choisie
Réglages particuliers
Fraise de rayon
Opération : Marquage (Permet un pilotage par le centre de la fraise) Forme de la fraise : Rayon Vitesse de rotation et vitesse d'avance :
Cette fraise est particulière car le diamètre en contact avec la matière à découper augmente en fonction de la profondeur de l'opération. La théorie voudrait que les vitesses de rotations et d'avance varient en fonction de la position de la fraise sur l'axe Z.
Seulement Cambam n'est pas capable de gérer ce genre d'exercice.
La solution est de calculer les vitesses en prenant un diamètre intermédiaire. /!\ Attention /!\ : Il vaut mieux avoir une vitesse de rotation trop grande qu'une vitesse d'avance trop petite
Profondeur de passe : Étand donné la petite dimension de la pointe de l'outil, il ne faut pas dépasser les 1 mm
Exemple pour la fraise de rayon 2 dents avec un diamètre extérieur de 18 mm sur du contreplaqué:
- F: 12 000 Tr/min
- Vf : 4000 mm/min
- Profondeur de passe : 1 mm
Fraise cylindrique 3 mm
Sur les petits diamètres la formule pour les vitesses n'est pas forcément adaptée. C'est pourquoi nous avons effectué des essais empiriques pour trouver les bons paramètres sur du contreplaqué :
- F: 24 000 Tr/min
- Vf : 5000 mm/min
- Profondeur de passe : 1 mm
Fraise haute
Les fraises hautes permettent de travailler plus simplement sur les matériaux épais (>25 mm).Il faut par contre prendre en compte que l'effort subi par la queue est directement proportionnel à la distance entre le point de découpe et la pince de fixation de l'outil. Il faut donc baisser la vitesse d'avance par rapport à l'abaque ainsi que la profondeur de passe.
Exemple pour une fraise 2 dents ; diamètre 6 mm ; hauteur 50 mm :
- F: 12 000 Tr/min
- Vf : 3000 mm/min
- Profondeur de passe : 1 mm
Fabrication d'un cadre de tufting
Contributeur
La Turbine Créative, tiers lieu porté par l'association "Les nouveaux ateliers du Dorlay" (Lucie Rabette)
Plan et fichier source : V2.1_Cadre_de_tufting.zip (0.7MB)
Niveau de difficulté : ⭐⭐⭐⭐⭐ (Elevé)
Cout de fabrication unitaire indicatif : -- €
Contexte
Le tufting est une pratique textile permettant de réaliser des tapis touffus, œuvre murale, textile d’ameublement…
Elle se réalise, pour commencer à l’aide d’un tufting gun, de la laine et d’un tissu spécial.
C’est l’aiguille du tufting gun qui vient positionner les bouts de laine à travers le tissu tendu.
Vous pouvez ainsi mettre en volume et en couleur des illustrations car cette technique ne s’arrête pas au pistolet. Il y a tout un travail en aval de tonte et de coupe aux ciseaux pour retravailler la matière, mettre en valeur les différents aplats et motifs de l'œuvre.
La ressource que nous proposons est un mode d’emploi pour fabriquer le cadre permettant de tendre la toile de tufting.
Caractéristiques techniques du cadre :
Surface maximale de tufting : 1X1m
Démontable
Surface réglable : Pour la pratique, la toile doit être entièrement tendue de tous les côtés. Cet ajustement permet donc de pouvoir utiliser des morceaux de tissus plus petits que 1x1m.
Comment on l'utilise ?
[En cours]
Fabrication
Liste de course
Outils
Fraise CNC 6mm bois 2 dents
Papier ponce 180 et 120
Rape à bois
Scie à onglet (ou scie manuelle)
Perçeuse/visseuse
Mèche bois 6,5mm
Ciseaux
Briquet
Imprimante 3D
Matériaux
Tasseaux bois 44x44mm (pour 4 barres principales)
4,7m
Contreplaqué 15 mm peuplier (équerres + pieds + barres de protection)
La fabrication du cadre se décompose en... partie :
La découpe des pièces
...
Découpe des pièces
Une fois les fichiers téléchargés (en haut de page) vous pouvez lancer votre logiciel de Fabrication Assisté par Ordinateur (CamBam) sur le poste informatique de la machine.
Nous allons fabriquer :
2 pieds verticaux
2 pieds horizontaux
1 croix du pied
2 équerres (+2 si barre supplémentaire)
4 barre de protection (+ barre supplémentaire au besoin)
