La fraiseuse CNC

Un ami d'enfance travaille dans l'informatique bancaire et m'a amené de temps en temps du matériel destiné à la poubelle, et ce par kilos.

La-dedans se trouvaient des moteurs pas-à pas provenant d'imprimantes "d'homme", des moteurs puissants donc, ainsi que des glissières à billes de tiroirs informatiques, presque sans jeu.

L'idée est venue de construire une fraiseuse à commande numérique:

Trois moteurs pas-à pas identiques, six glissières de tiroirs, trois tiges filetées et trois écrous

de M8 pour la transmission du mouvement (par l'intermédiaire d'un bout de tuyau souple pour amortir les pas).

Achetés à un prix abordable sur Ebay, trois cartes de puissance pilotent chacun des moteurs pas-à pas, avec les signaux step/dir, à savoir que pour chaque pas du moteur, on indique le sens de rotation.

Les cartes peuvent gérer le moteur jusqu'au 1/8 de pas, configuration retenue pour une précision maximale au détriment de la vitesse; les moteurs tournent de 3.6° par pas,

soit 800 huitièmes de pas par tour, soit 640 pas par millimètre, c'est assez précis.

Les trois cartes sont reliées à une interface passive pour port parallèle.

Les logiciels utilisés sont CNC3axes et KCam4.

La machine est une Dremel courante, et j'ai fait un support pour adapter une défonceuse.

Voilà ce que ça donne dans le polystyrène extrudé.

Le dimmer 24 kW

Quelque semaines avant de me virer, mon ex-employeur me parle d'un projet souvent enterré puis exhumé : l'accélération du séchage de la peinture appliquée sur les produits finis (il s'agit de portes métalliques industrielles).

Il y a 30 ans, la production utilisait des radiants au gaz naturel, ça fonctionne bien, mais la puissance n'est pas modulable et de nos jours, la pose d'un tuyau de gaz de 2 pouces vaut à peu près 200€ par mètre, et les radiants modernes sont équipés de sécurités qui les rendent plutôt onéreux, donc enterrement du projet.

Presque un an plus tard, la boîte reçoit 8 radiants de 3 kW et le boss me demande un système basique pour utiliser les appareils.

La puissance disponible vaut à peu près 6 kW par mètre carré, soit au total la puissance de chauffe pour une habitation de taille moyenne, ce n'est pas anodin pour une pauvre porte.
Le fournisseur des radiants demandant plusieurs milliers d'euros pour un dimmer, je propose d'en réaliser un pour moins de 300, pari gagné grâce au relais statique à commande de phase.
Pour être simple, c'est à peu près le même principe que les lampadaires halogènes, mais pour une puissance 80 fois supérieure...

Voilà le petit coffret câblé en quelques heures, avec les trois relais statiques derrière leur plexi et l'alimentation super low-cost...

Dans la porte sont intégrés un automate programmable Millenium 3 de Crouzet, des poussoirs, des voyants et 2 potentiomètres de réglage.

Vue de la face du coffret.
Les radiants sont montés sur deux armatures métalliques de chaque côté de la porte "à cuire",
et peuvent se déplacer de 60 à 30 cm de la surface pour un rendement optimal.
Pour éviter que le système ne chauffe sans tartine dans le grille-pain, une cellule optoélectronique coupe la chauffe en l'absence de produit.
Le cycle démarre par appui sur un poussoir et sa durée est fonction de la position d'un potentiomètre (réglage possible en cours de cycle),
la puissance est réglable par le deuxième potentiomètre, entre 0 et 100%.

Le bateau à fond plat

Mon petit chalet, en province d'Anvers, est bordé sur deux côtés du terrain par des drains, qui, en cette saison, dépassent les deux mètres de large; d'où l'idée d'un bateau comme ceux qu'on utilise dans les marais de Floride, à fond plat et propulsés par une hélice d'avion...

Traçage des flancs dans du CTP 5 plis de 4mm, les hachures représentent les découpes pour les traverses de 20*10 en balsa, ensuite, découpe et ponçage simultané des deux flancs.

Un des flancs est verrouillé perpendiculairement au plan de travail, et les deux sont assemblés à la colle à bois rapide.

Ajout de bords longitudinaux, toujours en balsa de 20*10.
Tout CTP bien cher qu'il soit, sa planéité varie comme la météo, de plus, il faudra bien un rebord à l'embarcation.

Voici la partie "piquante" de la construction : le recouvrement de la structure avec du balsa de 2 mm, deux planches dans le sens du fil pour le fond, et des languettes de 10 ou 20 mm, selon le rayon de courbure, pour le reste.

Les dérives soufflées ont donné lieu à pas mal de travail:
-la surface totale vaut à peu près la surface balayée par une hélice de 11"
-chaque dérive a reçu une longueur de gaine à tige de servo, collée à la cyano
-l'axe passant dans la gaine est de la tige filetée de 3mm, bloquée par deux écrous en haut
et libre en bas
-la gaine s'appuie sur une rondelle d'acier
-les guignols sont en fait des éléments de charnières pour volets
-les montants qui relient les bâtis supérieurs et inférieurs sont des tubes de carbone de 5 mm
-le servo est un Futaba 3003

-le moteur est un Axi devant sortir à peu près 630 W avec un accu 4S, l'hélice est une tripale de 11*9, ce devrait être suffisant pour mouvoir les 2500 g du modèle
-le support du moteur est constitué de deux profils rainurés, en hêtre,  qui descendent jusqu'à "fond de cale"

Le variateur est un modèle 60A avec BEC à découpage, et le récepteur un Futaba 35 Mhz,
recyclons nos vieilles radios...

Le logement pour l'accu a été positionné de façon à avoir un centrage légèrement arrière

Ma tendre moitié s'est chargée du "mastiquage" de la coque avec de la pâte de bois,
et après un ponçage forcené jusqu'au grain 240, l'engin a été dépoussiéré, l'intérieur pulvérisé avec une lasure de protection et l'extérieur entoilé à l'Oracover.

Pour plus de rigidité, le bâti des dérives a été relié à l'avant par de la CAP de 3 mm qui entre verticalement dans les tubes de carbone, entre les deux j'ai fixé du treillis de clôture, pour éviter que des mouettes ou canards ne se prennent la viande dans l'hélice ...

Essai sur l'eau dès que possible, en tous cas sur le sol en résine du garage, il avance sans problème et tourne quasiment sur place.

Dernière modification avant l'essai de demain:
-le gros inconvénient des dérives soufflées, c'est qu'elles sont précisément sans effet dès que le moteur s'arrête, le bateau continue donc tout droit, cela risque d'être ennuyeux...
-n'ayant plus de place à l'arrière, j'ai monté un "gouvernail d'étrave", fabriqué à l'aide des chutes produites par la construction des flancs.
-l'axe est constitué par de la tige filetée de M3 , les CAP de 2 mm empêchent le bas de la gouverne de danser la carmagnole.
-le gouvernail a été connecté au canal "dérive" tandis que les dérives soufflées sont sur le canal "ailerons", on verra bien ce que ça donne...

Eh bien après trois tours d'hélice, ça a fait plouf et tout a été noyé !
En cause, le centre de gravité beaucoup trop haut sur une coque trop haute, et un fameux
moment d'inertie dû à la masse du moteur.
L'électronique a été déposée (malgré le bain d'eau saumâtre, tout fonctionne après séchage)
et la coque verte servira pour une propulsion plus classique.

Le fond est constitué de deux morceaux de panneau en poly extrudé de +-30*60*5,
dont les bords sont biseautés à 30°.
Là-dessus est collé un panneau de CTP de 4mm sur lequel sont vissées deux équerres en acier supportant le moteur, un EMAX de 330 watts.

Et tant qu'à faire, j'ai monté le cône que j'avais acheté pour cette hélice; techniquement ça ne sert à rien, mais c'est plus joli.

Les dérives sont celles du montage précédent, mais renforcées au niveau de l'épaisseur pour être plus rigides, et commandées chacune par un servo séparé pour simplifier la mécanique.
Un petit gouvernail a été fabriqué sur base d'une articulation de train orientable, d'une aiguille à tricoter qui porte la gouverne (amovible), usinée dans du PVC-mousse.

Vue sur l'avant : logement pour un accu 3 ou 4S, récepteur 35 MHz, variateur et module d'éclairage.

Voilà ce que ça donne en lumière modérée.

Sur l'eau, c'est très facile à piloter, l'engin tourne presque sur place et se déplace avec un petit filet de gaz, seul inconvénient : le couple moteur le fait pencher d'un côté.

La vidéo du premier essai se trouve ici:

http://youtu.be/0mvULaX3Xms

Le bruit désagréable est celui des dérives qui vibrent, il y a du jeu entre l'axe et la gaine.

Voilà la solution trouvée pour résoudre le problème d'anti-couple : deux petits moteurs destinés à l'origine à remotoriser un hélico birotor équipé de moteurs classe 400, avec la garantie (après la vente) du fournisseur que les couronnes dentées ne feraient pas long feu...
En effet, quand on fait tourner le rotor, on a l'impression de manoeuvrer un racagnac.

Bref, c'est monté plus bas et les masses tournantes sont inférieures, quant au flux d'air généré par les hélices de 4 pouces, il est suffisant pour nettoyer le bureau de Gaston Lagaffe.

Le Fieseler Storch

Sur Ebay, je ne traque plus les occasions, mais plutôt les kits pas trop chers ou incomplets.
En vente donc, un Fieseler Storch de BMI, deux mètres d'envergure, soldé car les clés d'aile en alu sont absentes.
Je voulais un modèle au vol lent pour y loger ma caméra, il devrait faire l'affaire.

Le montage commence par l'assemblage des jambes de train, stupeur et jurons, ce sont deux jambes gauches, comme la quincaillerie est brasée, je désassemble, replie et rebrase et constate que ce train, dont les jambes sont presque parallèles en vol et bien écartées au sol, ne bouge pas d'un poil sous le poids de l'avion, c'est très ennuyeux, surtout au décollage, d'avoir un écartement de 20 cm pour un oiseau pareil.
Le amortisseurs ont été reconstruits, avec des pistons métalliques à la place des originaux en plastique cassant, et un autre montage des ressorts avec d'autres ressorts...

Deuxième surprise, voici un aileron levé au maximum, c'est-à dire pas grand-chose !

Par contre il peut descendre de plus de 90°...

Montage également curieux pour les flaps, il s'agit plutôt d'un volet de garage !

Le crash de l'Arising Star

Samedi 9 février au matin : -3°C et un vent inférieur à 5 km/h, conditions idéales pour aller à mon terrain préféré, sauf qu'il y a du brouillard, visibilité réduite à 200 mètres, mais bon, en levant le nez, le ciel est tout bleu, cela ne va donc pas durer, d'autant qu'il faut une petite demi-heure pour arriver au club.

Sur place, les limites de la pistes sont bien visibles, donc procédure de contrôle et démarrage du petit OS-46, et décollage sans soucis, petit virage, retour pour croiser la piste et re-virage, on élargit...et l'avion disparaît, dans une zone où le brouillard était plus dense, l'épisode s'est terminé par un grand craquement :



Quant au fuselage, il était explosé de la cloison pare-feu jusqu'au milieu.
Devant ma mine déconfite, ma petite chérie me propose du neuf, mais après commande d'un joli Monocoupe de 2.20 m, je décide de tenter la reconstruction du fuselage, après avoir résolu le puzzle des débris:

On voit bien jusqu'où l'avant a été détruit, et la partie reconstruite est évidemment plus solide et rigide que l'original, il n'y a pas de raison de radiner sur les matériaux quand le poids ne varie pas sensiblement.

Le gabarit utilisé pour le quadrimoteur reprend du service, avec des nervures en CTP de 3mm et un profil biconvexe presque symétrique.
Je n'avais plus de joncs en carbone pour la structure de l'aile, ce sont des tubes en alu qui forment la structure de l'aile, et ce n'est pas une bonne idée, parce que l'alu est plus flexible que le carbone et le montage fléchit, il faudra donc haubanner pour conserver un dièdre minimum et éviter les battements d'aile, pas vraiment recommandés pour un avion...

Vue d'ensemble sur les éléments de voilure

L'extrémité des tubes en alu a été découpée pour accueillir les saumons

Logement de servo

Suspension... de base

Haubans des stabilisateurs.

Tout ce travail n'a pas pu éviter, à nouveau, un épisode de bois cassé : lors d'un décollage,
le moteur a émis un hoquet, s'est arrêté et l'avion s'est posé sans douceur sur la pelouse;
le fuselage présentait de nombreuses fractures longitudinales : irréparable.

Après plusieurs mois de prise de poussière, la décision a été prise de ne pas laisser les ailes se couvrir de poussière et aussi d'utiliser un NGH GT9 acheté "au cas où".

C'est le plus petit moteur de ce constructeur, et ce n'est pas le plus simple puisqu'il est équipé d'une pompe à membrane pour l'alimentation en carburant, comme ce machin doit être placé au plus près du carbu, ça nous fait un encombrement important par rapport à un moteur glow,
la section de la cloison pare-feu est donc en conséquence.
Puisque les largeurs standards des planches en balsa ne conviennent pas pour couvrir les longueurs, pas de planches, pas de section rectangulaire mais une structure partiellement entoilée, c'est plus de travail mais ce sera plus pratique pour l'implantation du matériel.

Vue d'ensemble du fuselage, les quatre premières sections sont identiques, puis elles diminuent vers l'extrémité.

Cloison pare-feu, avec les perçages pour le support moteur, un trou pour la tringle du pointeau, un autre pour l'alimentation en carburant et le plus grand pour le connecteur d'allumage.

L'aile sera placée en position médiane basse, les tubes en alu recevront les tubes des ailes,
les autres perçages dans le même plan laissent passer les connecteurs de servo et l'éclairage,
le perçage inférieur va servir au verrouillage de l'aile sur le fuselage.

 Le réservoir est placé "à fond de cale", il restait donc du volume au-dessus pour placer le servo de gaz et ainsi raccourcir la tringle de commande.

 En-dessous du bâti moteur se trouve la pompe alimentaire, le troisième tuyau est relié au carter pour disposer des pulsations.

J'ai monté un GT17 sur mon Monocoupe, il n'y a pas de pompe, mais le carbu est un Walbro à membrane, dans le cas du GT9, le carbu est un modèle à pointeau.

Platine de servos située en arrière de l'aile, c'est du samba de 4mm avec des renforts en balsa de 10*20 perpendiculaires au fil.

Les ailes ont été terminées, le panneau à trois "fenêtres" est amovible pour faciliter l'accès aux servos.

Voilà ce qui reste de l'avion d'origine : les stabilisateurs, et encore, l'horizontal a été renforcé avec une planche de balsa de 1 mm collée de chaque côté avant entoilage.

Le panneau de gauche permet de commuter le circuit radio et l'allumage électronique,
il y a des fiches pour la charge des accus, une tétine pour faire le plein et la durite de mise à l'air du réservoir.

Vue d'ensemble du bestiau, reste à faire un capot convenable et à assurer la direction au sol.

Ceci est un empilement de 3 couches de poly 50mm, la partie inférieure correspond à la section de la cloison pare-feu...

...et la partie supérieure à la section visée à l'embase du cône d'hélice, entre les deux, on trace, on scie, on ponce et on mesure, ce n'est pas parfait, mais bon.
Le moule a été revêtu de papier collant brillant et ciré pour y poser de la résine sur fibre de verre : essai désastreux, dû à mes mains maladroites et à la fibre non tissée qui ne veut pas se plaquer.

Changement de technique donc, et pose d'une bonne centaine de languettes en balsa de 1 mm par 15 cm, préalablement trempées et collées à la colle à bois, en couches croisées.
Après séchage, mastiquage au bois en purée et ponçage de l'ensemble, puis application de
Finish Cure de BSI, une résine qui reste très élastique après polymérisation, et le capot lui-même est plus élastique qu'un modèle en fibre ou en plastique, ce qui favorisera sa pose sur le fuselage.

La pompe à membrane qui se trouvait sur le moteur a été déplacée sur la cloison pare-feu.

Après un ponçage assez délicat en raison de la souplesse de la résine, perçage des ouvertures pour le cône d'hélice, les entrées et sorties d'air de refroidissement, l'échappement , le haut de la culasse et le pointeau du carbu, puis entoilage à l'Oracover, qui tient très bien sur cette résine malgré la température élevée lors de la rétraction.

Petite rallonge en cuivre poli pour l'échappement, ce n'est pas de la dernière élégance mais évitera l'enfumage du compartiment moteur.