Développement d'une CNC - atelier Part, Design et FEM

[Ritchy76]

Bonjour à tous,

Je me présente, Richard et je vis en Normandie, 40 ans cette année.

Mon projet de CNC, j'y pense depuis plus d'un an avec de la lecture sur différent forum. C'est un projet plutôt virtuel pour le moment, le temps de déménager je fais le dimensionnement de la structure.

Structure en caniveau, support et poutre en béton et axe Z en alu. Dimension global 1,5m x 1m x1m pour une zone d'usinage d'environ 650x400x350 mm, usinage prévu de bois dur, alu et quelques pièces acier. C'est un projet personnel orienté loisir.

La petite vue provisoire de la bête fait sous Sketchup car la 3D y est facile et les bibliothèques d'objet sur internet sont assez complète. J'avais déjà travaillé avec il y a quelque temps mais pour les discussions futures, j'utilise aussi Autocad plus régulièrement au travail.

CNC.jpg (126.75 KiB) Viewed 1204 times

J'ai fait mes débuts sur FreeCAD, il y a 1 mois pour essayer de dimensionner avec l'atelier FEM. D'abord en import de mes fichiers au format IFC (car je n’ai pas accroché au mode Esquisse au début) mais sur les conseils d'-alex- et de la pratique, j'essaie de modéliser directement sous FreeCAD.

J'avais réussi dans une première version à faire des vérifications des renforts verticaux treillis. Cependant, j'avais considéré une fraise d’un même matériau que le support (tout aluminium). Le déplacement généré me semblait exagéré sur l'extrémité basse (ou sur la fraise) et pas suffisant sur les renforts. J'ai donc commencé à travailler sur uniquement sur la broche avec 2 matériaux et la gestion des contacts, avec mes premières questions sur ce fil :
https://forum.freecadweb.org/viewtopic. ... 61#p355614

Voici le fichier en cours :

Axe Z avec Broche v4.FCStd

(187.25 KiB) Downloaded 51 times

Environnement de travail :

Code: Select all

OS: Windows 10
Word size of OS: 64-bit
Word size of FreeCAD: 64-bit
Version: 0.18.4 (GitTag)
Build type: Release
Branch: releases/FreeCAD-0-18
Hash: 980bf9060e28555fecd9e3462f68ca74007b70f8
Python version: 3.6.6
Qt version: 5.6.2
Coin version: 4.0.0a
OCC version: 7.3.0
Locale: French/France (fr_FR)

Ne maitrisant pas encore Part Design et Part, mon dernier souci est lié à un problème de référencement, je crois savoir d’où ça vient. Pour créer, mon support, j’ai créé différentes Esquisse que j’ai déplacer en Z puis Protrusion. Je pense que FEM n’aime pas ce genre de manip.

A voir...

Bonne soirée à tous,
Merci -alex- pour tes compléments

Ritchy76

[Vincent B]

Projet très intéressant. Quelques questions:
* Il faut lier moteur de la broche et support pour étudier la flexion du bras, mais pourquoi le moteur toucherait la partie gauche dans le dessin.
* As tu prévu de seulement redessiner l'ensemble ou modifier la conception.
* Pourquoi pas un moteur plus compact, plus léger. Donc possible alors de centrer pour alléger le bras.
* Étrange le choix du béton, pourquoi pas un châssis acier, plus simple à fabriquer et déplacer si besoin.
* Idem pour le bras Z, plus simple à fabriquer, un profil UPN pourrait suffire, non?
En tout cas, si tu veux un coup de main pour les dessins, pas de soucis.

[FaDa3D]

Bonsoir,

Je pense que FEM n’aime pas ce genre de manip.

A mon avis il s'en fout ! Une fois que le volume est créé, c'est un ensemble de données numériques décrivant les faces, les arêtes, les sommets, et je ne sais quoi encore ... sans trace de la méthode qui les a créé. Mais c'est qu'un avis !
Cdlt.

[Forthman]

Il est tout à fait possible d'utiliser les modèles 3D existants pour tout ce qui est guides à billes, moteurs... etc..
Pratiquement tous les fournisseurs proposent des fichiers au format STEP, que Freecad sait lire parfaitement

ici le vérin, ses chapes, et les paliers proviennent de sites fournisseurs

Capture d’écran_2020-01-25_22-08-14.png (59.15 KiB) Viewed 1320 times

[Ritchy76]

Bonjour,

Merci pour vos questions auxquels je vais essayer de répondre :

@Glouglou

* Il faut lier moteur de la broche et support pour étudier la flexion du bras, mais pourquoi le moteur toucherait la partie gauche dans le dessin.

Effectivement, c'est une simplification trop importante que j'ai fais. En fait si tu regarde ma vue général, tu t’aperçois que le support de broche est une sorte de collier en 10 ou 15 mm d'épaisseur. Ce collier, est fixé initialement sur la plaque du fond mais je pensais dans un souci de rigidité, le fixer aussi sur la joue gauche d'où mon choix de cette "liaison" simplifiée.

* Pourquoi pas un moteur plus compact, plus léger. Donc possible alors de centrer pour alléger le bras.

Un moteur plus compact, c'est envisageable mais en soit, il y aura forcément la largeur du Z actuel. Je m'explique un moteur plus petit (de ce type ici) pour travailler du bois ou de l'alu (de 3000 à 24000 t/min), aura besoin d’être encore ralenti par un système de poulie/courroie pour travailler l'acier (entre 300 et 600 t/min). Comme la charge du gros moteur est plus importante (en terme d'effort), je suis partie pour dimensionner avec ce moteur. Qui peu le plus peu le moins...

* As tu prévu de seulement redessiner l'ensemble ou modifier la conception.
* Étrange le choix du béton, pourquoi pas un châssis acier, plus simple à fabriquer et déplacer si besoin.
* Idem pour le bras Z, plus simple à fabriquer, un profil UPN pourrait suffire, non?

En faite, tout dépend de la partie discuter ? D'une manière général, je ne vais pas revoir la forme de la structure ni les matériaux.
J'ai plusieurs exemples de CNC béton de très bonne conception, pour partager voici 4 liens qui m'ont inspirés :
http://f6fco.pagesperso-orange.fr/T1T1N3.htm
http://www.usinages.com/threads/cnc-en- ... alo.52794/
https://www.usinages.com/threads/fabric ... ost-208066
http://cncprint.blogspot.com/2015/10/
Et mes arguments principaux :
- moins de bruit,
- l'absorption des vibrations,
- la mise œuvre (pour mes moyens matériels) qui me semble plus facile (c'est subjectif).
Une machine qui va peser pas plus de 500kg va pas changer de place tout les jours. L'aménagement de l'atelier sera fait autour de la machine et normalement je ne devrais pas de déménager tout les ans.

Je retiens tout de même l'idée de l'UPN que je trouve intéressant, à voir en fonction de l'avancement du projet si je l'appliquerai.

@FaDa3D

A mon avis il s'en fout ! Une fois que le volume est créé, c'est un ensemble de données numériques décrivant les faces, les arêtes, les sommets, et je ne sais quoi encore ... sans trace de la méthode qui les a créé. Mais c'est qu'un avis !

C'est ce que j'imaginais mais c'est se que me retourne -alex- sur l'ancien poste. Je vais essayer de le refaire autrement pour voir d'où vient l'erreur.

@Forthman

Pratiquement tous les fournisseurs proposent des fichiers au format STEP, que Freecad sait lire parfaitement

Je sais mais j'ai découvert Sketchup il y a quelques années, avec des habitudes de dessin je me suis habitué. Quand j'ai voulu faire des essais aux éléments fini il y a 2 mois, j'ai découvert FreeCAD.

D'une manière général, je pense rester sous Sketchup pour les rendus (le jolie visuel sur les forums). FreeCAD est la uniquement pour la partie dimensionnement ou vérification structurelle avec l'atelier FEM.

Voila, bonne journée,

Ritchy76

[Ritchy76]

Bonjour,

Maintenant que mon projet est présenté, revenons à FreeCAD.

Comme indiqué sur l'autre sujet et que l'on va continuer ici, je bug sur la création du mesh :

Warning : Unknown element type for UNV export (MSH type 15) - output file might be invalid

J'ai refais aujourd'hui la structure d'une autre manière (sans déplacer les références des esquisses) mais en partant toujours de PartDesign. Le problème persiste.

J'ai simplifié encore, un simple cube fait soit avec Part ou PartDesign. Pareil, je vous mets la vue ci-dessous de ce que j'ai fais :

BugGmsh.jpg (381.95 KiB) Viewed 1207 times

Je comprends pas. Avez vous une idée ?

Merci d'avance et bonne soirée,

Ritchy76

[Vincent B]

sur mon pc F0.19 W10, MeshGmsh ne fonctionne pas du tout.
Par contre Netgen, oui. Et pour FEM il est utilisé.
Est ce le Netgen te pose un problème?
...
j'ai essayé une analyse en appliquant l'effort sur la surface de la broche sur le bras. (c'est bien la broche qui force sur le bras, pas la fraise)
il y a un déplacement en Y de 0,24 mm ce qui est pas mal.

[Vincent B]

sans ajourer le bras, il y a encore 0,14mm.

[Vincent B]

Par curiosité j'ai renforcé avec des plaques de 20 au lieu du 15, il y a encore 0,1 mm
bon c'est plus la même chose, ok.

[Forthman]

@ Ritchy76 : petite question : comment comptes-tu fabriquer ces "poutres treillis" ?