DIY – la fraiseuse se met à jour

Et oui, c’est à la mode en ce moment 😉
Rappelez vous, donc, je m’était acheté une petite fraiseuse cnc afin de pouvoir tirer facilement des pcbs, et pouvoir réaliser diverses petites pièces. J’étais un peu sceptique sur la qualité de la chose vu son prix, mais avais été plutôt agréablement surpris… Ce qui ne l’a pas empêchée de tomber en panne au bout de quelques temps ! En cause : le spindle (moteur de broche) qui était un moteur à charbon, et les charbons ont finis par s’user.  Je les ai changés une première fois, mais face à la vitesse d’usure des nouveaux, je me suis dit qu’il allais falloir trouver autre chose !

La broche d'origine

Le coupable : La broche d'origine

L’idée, vous l’aurez compris, est de passer sur une broche de type brushless. Bien sûr, il est tout à fait possible de trouver dans le commerce des ensembles de spindle brushless tout fait… Mais qui coûtent le prix d’une fraiseuse neuve, voir plus cher !
Compte tenu des matériaux que j’usine, et vu que la puissance du précédent spindle m’était suffisante (300w), je suis partis sur un moteur de puissance équivalente en brushless, chose qu’il est assez facile de trouver dans le modélisme, pour des tarifs très modestes. (On trouve même des moteurs de puissance monstrueuse pour des coûts ridicules). Idéalement, j’aurais même voulu prendre un peu plus gros, mais…. La première grosse difficulté est vite rencontrée : comment alimenter tout ça ?
En effet, les moteurs de modélismes sont prévus pour être alimentés  par des batteries type LiPo largement capables de débiter des dizaines d’ampères, pour une tension d’environ 12v. les moteurs ne sont donc pas vraiment prévus pour fonctionner à des tensions trop importante (souvent 24v, rarement beaucoup plus). Pour une utilisation de longue durée, il faut donc trouver une alimentation capable de fournir la puissance nécessaire pendant toute la durée de fonctionnement. Et là, on se rend compte que ça coûte vite un bras aussi !
En gros, jusqu’à 300w, ça reste raisonnable, mais au delà, aïe aïe aïe…

Alimentation à découpage 300W

Alimentation à découpage 300W

Du coups, forcément ça limite le choix des moteurs. Je suis donc resté sur mon idée de départ, à savoir un moteur brushless de 300W 15000trs/min , son controleur qui va bien, et une alimentation à découpage 12v 300W de chez Vellman qui m’aura coûté moins de 50€. Au final, la facture s’elève à moins de 150€, ce qui reste très raisonnable.

Reste ensuite à fixer tout ça sur ma fraiseuse. En effet, sur le spindle d’origine, l’arbre moteur tourne à l’intérieur de la cage, alors que le moteur brushless est lui à cage tournante, la fixation se fait par dessous. Il faut donc construire une nouvelle pièce de support.

 

La modélisation 3D

La modélisation 3D sous Heekscad

L’idée est de reprendre les trous de fixation d’origine, tout en laissant le moteur à la même hauteur que la broche d’origine. Il faut aussi que la pièce soit assez rigide pour résister aux efforts. J’envisage d’imprimer la pièce en PLA, qui devrait être suffisamment solide pour tenir.

Le support moteur en PLA
Le support moteur en PLA

Las, les premiers essais ne sont pas concluants du tout… (mais alors pas du tout du tout !). En fait le plastique est solide, mais pas assez rigide du tout, et l’ensemble entre en vibration dès que je dépasse un certain nombre de tours/minutes. Résultat, ma gravure fait 2mm de large au lieu de 0,1mm !

Il faut donc trouver quelque chose de plus rigide…. Comme j’ai la possibilité d’utiliser une imprimate Z-corp (imprimante 3D à poudre, type plâtre), je fais une tentative avec ce matériaux. Il y a un léger mieux, mais ce n’est toujours pas ça. La solution viendra finalement de faire usiner la pièce en aluminium  (merci à Alain de Ginova)

 

L'installation finale
L’installation finale

Heureusement, là, plus de vibrations ! Du coups, je me rend compte que la pièce que j’avais designé à l’origine pour du plastique se révèle être carrément “mastoc”, et j’aurais pu très largement réduire certaines épaisseurs.

Concernant le contrôle du moteur brushless, je suis partis sur une solution simple pour le moment : un contrôleur de modélisme, qui se pilote comme un servomoteur, piloté par un arduino. 2 boutons poussoirs permettent d’augmenter ou diminuer la vitesse de rotation.
Un des trucs “marrant” du montage, c’est qu’à l’origine, je partait dans l’idée de faire un module d’alimentation pour l’arduino, avant de me rendre compte que l’arduino était auto-alimenté par les câbles venant du contrôleur. Bref, j’avoue que je suis pas vraiment sûr que ce soit prévu pour, mais comme c’est du temporaire ça ira très bien en attendant une version définitive, vu que ça fonctionne comme ça 🙂

Petit ps à l’attention de ceux qui attentaient un pcb, il me reste quelques tests à réaliser, et je vais pouvoir m’y remettre, désolé pour l’attente.

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Posted 28 mai 2012 by nerick in category General

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