[Fraiseuse Numérique] Cas d'utilisation
Dernière mise à jour : 7 mai 2021
Dans ce FDM nous allons tester les capacités de notre fraiseuse numérique. Nous allons voir des applications en fraisage 2.5D et 3D.
Lors de notre précédent FDM nous avons vu que la fraiseuse pouvait servir à couper des formes et graver sur du métal.
Nous allons voir d'autres applications pour notre machine, la Roland SRM20. C'est une machine très fiable et robuste ce qui nous permet de nombreuses applications.
QUELQUES NOTIONS
Plateau martyr
Afin d'utiliser la machines, il y a quelques paramètres à prendre en compte. Tout d'abord, il faut créer un plateau martyr. Le rôle de ce dernier est double.
Tout d'abord il sera la surface qui accueillera le brut que l'on va usiner
Ensuite il pourra être légèrement "creusé" lors de l'usinage. En effet aller plus profond que l'épaisseur du brut permet une découpe plus nette
Pour fabriquer le brut, on a découpé deux planches de contre-plaqué de taille 160x233mm et de 15mm d'épaisseur. Pour les fixer dans la machine et l'une sur l'autre, on utilise du double face.
Voici un exemple de brut sur le plateau martyr.
Fraises
La découpe du brut se fait via une fraise en rotation qui se déplace dans le brut. Il existe de nombreuses fraises qui peuvent être utilisées pour différentes applications.
crédit photo : drillbitgrinder.com
Vous trouverez de nombreuses informations concernant les différentes fraises dans cet article.
Paramètres de découpe
Pour que la machine fonctionne il existe plusieurs paramètres à régler correctement :
- La vitesse de rotation de la fraise
- Le sens de déplacement de la fraise dans le brut
- La profondeur de découpe de la fraise dans le brut
- La vitesse de déplacement de la fraise dans le brut
- Le taux de recouvrement de la fraise
Ces paramètres vont dépendre du type de travail à effectuer, du type de fraise et du type de matériau à usiner. La solidité de la machine peut également être pris en compte.
Ces paramètres peuvent être calculés en ligne. Cependant les valeurs obtenues doivent être ajustés/optimisés pour que la machine fonctionne correctement.
USINAGE 2.5D
Pour cette première application, nous allons réaliser un relief topographique de la France en bois. Le site Terrain2STL nous permet de récupérer un model 3D en relief d'une partie du monde.
On peut ensuite l'importer dans notre logiciel de CAO. Après un peu de travail de retouche, on obtient un fichier exploitable.
Si nous le souhaitons nous pouvons réaliser une réplique fidèle du model 3D. Ici ce n'est pas ce que nous allons faire. Nous allons faire, ce que l'on appelle un dégrossissage. Le but de cette étape est d'enlever un maximum de matière autour de la pièce avant de passer à des étapes de finition. Nous n'allons pas faire d'étapes de finition car le rendu généré sera directement le rendu final.
Dans le logiciel nous devons rentrer les informations suivantes :
Volume du brut
Positionnement du model dans le brut
Origines de la machine relativement au brut
Paramètres de la fraise que l'on va utiliser
Paramètres de découpe
Un paramètre intéressant ici est la profondeur de découpe de la fraise dans le brut. L'effet topographique de la pièce sera plus ou moins accentué en fonction de la profondeur de coupe.
Le logiciel nous permet de simuler les déplacements de la machine. On a ainsi la certitude d'éviter d'éventuelles collisions et nous avons un aperçu du rendu final.
Une fois tout fonctionnel, il nous reste à préparer et lancer la machine. Pour fixer le brut, nous allons le double facer sur le plateau martyr.
Pour cette application nous allons utiliser une fraise de 3mm de diamètre à tête plate que nous allons fixer dans le mandrin de la machine.
Ensuite nous enregistrons les origines XY et Z en plaçant la pointe de la fraise sur le brut.
Une fois tout réglé, il ne nous reste qu'à lancer la machine.
TIPS : Si l'usinage résulte en la création de copeaux, cela signifie en général que les réglages de la machine sont bons.
Il est possible de mettre en pause la machine afin d'aspirer les copeaux pour s'assurer que tout se passe bien.
Une fois terminé, on doit trouver une forme identique à ce que le logiciel de programmation nous a simulé.
Il ne reste alors qu'à poncer/nettoyer la pièce pour avoir un résultat final.
USINAGE 3D
Pour cette application nous avons dessiné une forme en 3D qui donnera l'aspect, d'une vague ou d'un drap plissé.
Nous préparons la machine de la même manière que précédemment. Nous allons d'abord double facer le brut sur le plateau martyr.
Nous utilisons la même fraise et nous faisons les origines de la même manière.
Cette fois-ci, nous n'allons pas faire une étape d'usinage mais trois :
Une découpe du contour
Une passe de dégrossissage
Une passe d'usinage de finition en 3D selon l'axe X puis Y
Nous commençons par couper le contour.
Puis nous faisons l'usinage grossier afin d'enlever le maximum de matière rapidement.
Ce résultat grossier permet à l'usinage en 3D de se faire. Sans cette étape, les efforts de coupe seraient trop importants et l'usinage 3D impossible.
Enfin nous réalisons une passe de finition en 3D selon un axe.
Puis la même chose selon l'autre axe.
Ici un paramètre important est le taux de recouvrement. Autrement dit, lorsque la fraise a terminé une ligne, elle va se décaler, d'une distance équivalente à 10% de son diamètre (pour notre cas). Plus le taux de recouvrement est faible, plus le résultat sera précis mais plus l'usinage sera long.
Voilà le résultat obtenu à la sortie de l'usinage.
Le résultat est plutôt satisfaisant. Après un peu de ponçage on obtient une belle pièce finie.
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