spring manuel d'utilisation

SPRINGManuel d’Utilisation

Nicolas DuboisXavier GuidettiTimothy Marvel

Nicolò Sitzia

sous la supervision du Dr. Matteo Galli

Ce manuel a pour but d’introduire et de former les étudiants de Génie Mécanique à l’utilisation de lasalle SPRING ainsi que’aux machines de travail disponibles pour l’usinage des matériaux.Un grand remerciement va au Dr. Matteo Galli qui a supervisé le projet de réorganisation de la salle enétant toujours disponible pour tous les problèmes rencontrés.

2 SPRING - Manuel d’Utilisation

Table des matières1 Introduction 4

2 Règles générales d’utilisation 4

3 Perçage 63.1 Perceuse à colonne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2 Perceuse à batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4 Découpage 104.1 Scie manuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.2 Scie à chantourner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.3 Scie sauteuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5 Polissage 145.1 Papier de verre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145.2 Ponceuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

6 Collage 156.1 Pistolet à colle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156.2 Colle epoxy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

7 Pistolet à air chaud 17

8 Filetage, taraudage et lamage 188.1 Filetage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188.2 Taraudage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198.3 Lamage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

9 Soudage 209.1 Poste à souder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

10 CNC 2110.1 La machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2110.2 Tutoriel d’usinage 2.5D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

10.2.1 Dessin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2110.2.2 Dessin dans CamBam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2210.2.3 Création des usinages dans CamBam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3010.2.4 Fixation de la pièce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3510.2.5 Usinage avec Mach3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

10.3 Usinage 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4010.3.1 Dessin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4010.3.2 Dessin avec CamBam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4010.3.3 Création des usinages avec CamBam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4710.3.4 Première fixation de la pièce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5010.3.5 Usinage avec Mach3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5110.3.6 Deuxième fixation de la pièce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5510.3.7 Modification du G-code dans CamBam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5610.3.8 Deuxième usinage avec Mach3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

10.4 Tableau pour les usinages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

TABLE DES MATIÈRES 3

11 Ressources en ligne 5911.1 Usinage classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5911.2 CNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5911.3 Documentation CamBam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

12 Inventaire 61


1 IntroductionLa salle de projet SPRING (Salle de PRojet pour INGénieur) naît pendant le semestre de printemps2015 dans le cadre du projet d’ingénierie simultanée du 6ème semestre de Bachelor de la Section de GénieMécanique. L’objectif de ce projet a été de réaménager le local pour l’adapter à l’utilisation des étudiants,en créant un lieu de travail agréable et bien structuré du point de vue logistique et pratique.L’accès à la salle est réglé par un système CAMIPRO et seules les personnes ayant reçues l’autorisationde la SGM peuvent y travailler.Pour garantir une large gamme de tâches de travail, de nombreux appareils sont mis à disposition dansla salle. Dans la première section, nous aborderons les règles générales de la salle pour la sécurité, tandisque dans les sections suivantes nous expliquerons, tâche par tâche, l’utilisation des différents outils quela salle offre aux étudiants. Enfin la section concernant la machine outil à commande numérique (CNC :computer numerical control) se concentrera en particulier sur la description et le fonctionnement détailléde cette dernière.

2 Règles générales d’utilisationPour des raisons de sécurité, il faut respecter les règles suivantes. Les accidents arrivent, donc il vautmieux prévenir afin de les éviter !Des lunettes de protection ont été mises à disposition dans le deuxième tiroir de la layette bleue àdroite de la CNC. Elles servent à protéger vos yeux de graves blessures, ceux ci étant une des partiesplus délicates et sujettes aux accidents.

Figure 1 – Lunettes de protection UVEX

Imaginons que vous êtes en train de percer un barreau en métal avec la perceuse à colonne. Tout d’uncoup la mèche se casse et des débris éjectent vers votre visage. Dans ce cas, les lunettes vous évitent unebelle journée à l’hôpital.Il est impératif de les porter pendant toute opération sur une machine de la salle sur laquelle il y al’étiquette bleue. Mais en règle générale, il est vivement recommandé de les porter toujours.

Les gants par contre ne sont pas obligatoires mais fortement conseillés en cas d’opérations sur machinesde coupe. Ils se trouvent dans le même tiroir que les lunettes.En général, il ne faut jamais trop s’approcher des machines en marche, les cheveux longs doivent êtreattachés et il faut enlever tout bijou, collier, bracelet, montre, etc qui puisse entrer en contact avec une

2 RÈGLES GÉNÉRALES D’UTILISATION 5

Figure 2 – Étiquette de port de lunettes obligatoire

machine. De plus, une machine en marche est sous la responsabilité de l’utilisateur qui l’a activée, doncil doit surveiller son fonctionnement et ne JAMAIS quitter la salle. Il est interdit de fumer ou mangerdans la salle. L’utilisation de la salle sous l’influence d’alcool et/ou de drogue est absolument interdite,ainsi que pour certains médicaments sous ordonnance. Les règles sont résumées et affichées sur la portede la salle, donc pour toute consultation immédiate, il suffit de regarder.


3 PerçageChoix du foret/mèche Pour chaque matériau à usiner, il existe des outils spécifiques. Le perçage nefait pas exception à cette règle. Dans l’atelier, nous disposons de mèches à bois et de forets pour le métal.Les mèches à bois sont constituées d’une pointe centrale et de deux traceurs latéraux.Les forets à métal n’ont aucune pointe centrale mais, tous simplement, deux surfaces de coupe affûtées.Pour percer des matériaux autres que les métaux ou le bois, il faudra utiliser un autre outil. Par exemple,aucun des forets/mèches décrits ne peut être utilisé pour percer des matériaux minéraux durs (parexemple : béton, pierre, briques, etc.). Il faudrait utiliser un foret à béton et une perceuse qui disposedu mode percussion.

(a) (b) (c)

Figure 3 – Mèche à bois (a), foret à métal (b) et foret à béton (c)

Pour percer des matériaux plastiques, on choisira les forets à métal, il faudra bien nettoyer les outils carle plastique fond avec la chaleur occasionnée par la coupe. Le diamètre d’un foret peut être lu ou mesurésur sa partie lisse (celle qui rentre dans le mandrin) avec un pied à coulisse.

Choix de la vitesse de rotation Le choix de la vitesse à laquelle percer est fondamental pour bienréussir un usinage, sans occasionner de dégâts inutiles aux pièces et aux forets.Pour ce faire, il existe plusieurs tableaux qui indiquent la vitesse de découpage d’un outil recommandée(en mm/min) en fonction des matériaux de l’outil et à usiner.Nous avons préparé ce petit tableau afin de vous faciliter la tâche. Il est important de se rappeler que lavitesse de rotation doit diminuer lorsque le diamètre de l’outil augmente et que la seule chose dangereuseest une vitesse de rotation trop élevée.La vitesse de rotation de la perceuse à colonne est indiquée sous le capot, en fonction du rapport devitesse.

Vitesse conseillées (en RPM) en fonction du matériau et du diamètre du trouBois tendre Bois dur Plastique/PVC/PET Aluminium et Dibond

3 mm (1/8") 1800 1200 1500 15006 mm (1/4") 1800 1000 1500 15009 mm (3/8") 1800 750 1500 100012 mm (1/2") 1800 750 1000 75015 mm (3/5") 1800 500 750 500

Pour la vitesse d’avance, il faudra avancer avec environ 2 à 3 mm/s pour éviter de rencontrer desproblèmes. Si vous entendez un bruit suspect, c’est que vous êtes probablement trop rapide au niveau dela vitesse de rotation ou de la vitesse d’avance.Vous prendrez soin d’effectuer des recherches en ligne avant d’usiner des matériaux plus exotiques. Unefois la vitesse du front de l’outil déterminée, la vitesse de rotation du foret (en tour/min ou RPM) peutêtre déterminée par la formule suivante : n = 1000·v

π·d où v est la vitesse de découpe en m/min et d lediamètre du foret en mm.

3 PERÇAGE 7

Si la vitesse exacte n’est pas disponible, choisir la première vitesse inférieure à disposition.En ligne, plusieurs ressources sont disponibles pour trouver les paramètres à utiliser pour tout matériau(consulter la section 11).

Figure 4 – Boîte de vitesse de la perceuse à colonne

Choix de la perceuse Pour tous les emplois qui le permettent, la perceuse à colonne est à préférer.Elle offre à la fois plus de précision et plus de puissance. La perceuse à batterie sera choisie pour despièces qui ne peuvent pas être déplacées et positionnées sous la perceuse à colonne. La perceuse à bat-terie, avec des embouts de tournevis, est également utilisable pour visser et dévisser.

Règles de sécurité générales Pour le perçage, l’utilisation de lunettes est obligatoire. La possibilitéque les parties en rotation des machines entraînent ce qui leur est approché est réelle. Pour éviter d’êtreentraîné vous-mêmes, il est obligatoire de travailler les cheveux attachés. De plus, il faut porter des vê-tements avec les manches serrées ou retroussées, ne pas porter une écharpe, ne pas approcher les mainsavec les gants aux parties en mouvement et ne pas porter des bijoux ou des montres aux poignets, aussibien que des bagues aux doigts.Les copeaux doivent être enlevés à l’aide d’un pinceau. Les toucher peut causer des brûlures ou descoupures. Après avoir percé, ne pas toucher les forets non plus : ils sont très chauds. Comme d’habi-tude, il est obligatoire (et nécessaire pour la sécurité) de nettoyer le matériel utilisé après toute utilisation.

3.1 Perceuse à colonneRègles de sécurité En plus des règles déjà énoncées, d’autres règles particulières sont à suivre. Lapièce à usiner doit être bloquée soigneusement. Les pièces petites et minces impliquent plus de risques(i.e. doigts coupés) ; en aucun cas, elles ne doivent être tenues à la main. Il faut les bloquer avec l’étauALDURO de la perceuse.

Mode opératoire Pour modifier la vitesse de rotation sur la perceuse à colonne à disposition, il fautouvrir le couvercle sur le dessus de la machine et déplacer la courroie qui relie le moteur au mandrin surune des cinq poulies. Il faut que la courroie soit toujours horizontale, entre deux poulies correspondantes.Pour la déplacer, avec la perceuse éteinte et débranchée, tirez la courroie dans la direction désirée etfaites tourner à la main les poulies jusqu’à ce qu’elle se trouve entièrement dans la gorge désirée.Une fois la vitesse réglée, il faut installer le foret sur le mandrin. On ouvre le plexiglas de protection, on


Figure 5 – Perceuse à colonne ALDURO BM-11

insère le foret et on serre fort le mandrin. Il est important de vérifier que le foret soit bien centré dansle mandrin. Placer la pièce dans l’étau et mettre ce dernier sur la table de perçage. A ce point, on règlela hauteur de la table de perçage pour que la pièce soit juste quelques centimètres sous le foret. Puis,on peut refermer le plexiglas. Quant tout est bien fixé et serré, on peut allumer la perceuse en utilisantla touche verte. On fait descendre le foret en tournant la manivelle. Il faut que la vitesse de descente nesoit pas trop élevée pour éviter de casser le foret. L’avancement doit être proportionnel à l’enlèvementde matière du foret. La profondeur du trou peut être contrôlée en regardant la règle qui se trouve à ladroite du mandrin. Une fois la profondeur désirée obtenue, nous pouvons remonter le foret. Lorsque laperceuse est en haut, il suffit de l’éteindre avec la touche rouge. Après que le mandrin se soit arrêté, ilest possible d’ouvrir le plexiglas, de nettoyer les copeaux, puis d’enlever la pièce. Tout le matériel utilisédoit être rangé après l’usinage.En cas d’urgence, il faut utiliser le bouton d’arrêt d’urgence (rouge et rond).Il se peut que le mandrin, pendant le perçage d’un matériau dur, se détache de la perceuse. En effet,pour éviter d’endommager la perceuse en cas de blocage du foret, le mandrin est couplé avec l’arbre parserrage. Pour cette raison, si on remarque des comportements insolites, il faudra éteindre la perceuse etattendre l’arrêt de l’arbre avant de la relever. Si le mandrin est détaché, il faut enlever le foret, puis leremettre en place en le tapant avec un maillet en gomme.

Astuces Si vous percez dans du bois, nous conseillons de mettre un martyr sur la partie inférieure afind’éviter les bavures. S’il est vraiment très fragile, il faudrait en mettre des deux côtés.

3.2 Perceuse à batterieRègles de sécurité En plus des règles déjà énoncées, d’autres règles particulières sont à suivre.Les pièces à percer doivent être bloquées soigneusement. La perceuse peut être activée seulement avecle foret en direction de la pièce. Entre deux perçages, la perceuse doit être posée de façon sûre, toujoursen vue et pas là où l’on pourrait la heurter par maladresse. Il faut veiller à ne pas inhaler les poussièresproduites par un perçage de matériau dur.

Mode opératoire Après avoir vérifié que la batterie de la perceuse soit chargée et bien installée onpeut serrer le foret dans le mandrin ; il est autobloquant et peut être serré à la main. À ce point, surla bague numérotée, on choisit le mode de travail, c’est-à-dire le perçage, représenté par le foret. Puis

3 PERÇAGE 9

Figure 6 – Perceuse à batterie BOSCH GSR 14, 4-2 LI

l’on choisit la vitesse de rotation (1, plus lent, ou 2, plus rapide) grâce à l’interrupteur sur le haut de laperceuse. Nous sommes maintenant prêt à percer. Si possible, il est recommandé de tenir la perceuse àdeux mains et d’être dans une position stable. Un perçage dans une position inconfortable comporte desrisques que l’on peut éviter en travaillant dans un environnement plus sûr. Il faut exercer une pressiongraduelle sur la perceuse et vérifier de temps en temps l’état du foret. Si le perçage dégage beaucoup depoussière, nous conseillons d’être à deux pour que celui qui ne perce pas puisse les aspirer pendant letravail. Une fois le perçage terminé, il faudra nettoyer la pièce et ranger les forets utilisés (après qu’ilsaient refroidi).La perceuse peut être utilisée pour visser avec les bons embouts. Pour ce faire, il faut sélectionner sur labague numérotée la force de serrage (1 = peu serré, 14 = très serré).

Astuces Pour bien positionner un trou de gros diamètre, il est préférable de commencer par un troude centrage. Nous perçons avant tout avec un foret mince et court au centre du trou désiré. Le trou quenous venons de percer servira au centrage de la pointe du cône de coupe du foret plus épais que nousutiliserons par la suite.


4 Découpage

4.1 Scie manuelleRègles de sécurité En plus des règles habituelles, il faudra être attentif à la position de la main quine pousse pas la scie pour éviter de se la couper. Tenez soigneusement la pièce mais vérifiez encore plussoigneusement que vos doigts soient loin de la scie.

Figure 7 – Scie à onglet ULMIA 352

Choix de la scie Il faut choisir une scie adaptée au matériau à usiner. Nous disposons de lames àmétal et à bois. Il y a deux scies dans l’atelier, donc nous avons préparé une lame pour le métal et l’autrepour le bois.Les deux lames peuvent être distinguées facilement par la dimension des dents : la lame à métal a desdents beaucoup plus petites. En outre, nous pouvons les distinguer par l’étiquette et par leur couleurdifférente. Une étiquette sur chaque scie indique pour quel matériau elle est destinée.

(a) (b)

Figure 8 – Lame à métal (a) et lame à bois (b)

Mode opératoire Pour obtenir de bons résultats, il faut avant tout fixer la pièce sur le bâti avec unepince en G ou une pince simple. Celles-ci se trouvent dans la layette à droite de la perceuse à colonne.

À ce point, l’angle de la coupe peut être réglé en appuyant sur le levier en bas puis en tournant le bâti.Les angles que nous pouvons choisir sont : ±45◦, ±36◦, ±30◦, ±22.5◦.Nous pouvons maintenant commencer à scier. Le cycle de sciage se compose de 2 phases : la phase active(mouvement en avant et pression vers le bas) et la phase passive (retour en arrière sans pression sur la

4 DÉCOUPAGE 11

Figure 9 – Pince en G et pince simple

pièce). Le mouvement doit s’effectuer sur toute la longueur de la lame à une fréquence d’environ 1Hz.Faites attention à ce que vos doigts restent hors de la zone d’action de la lame.Après l’utilisation des scies, il est impératif de nettoyer tous les copeaux et la poussière avec un aspirateur.Pour votre sécurité, pensez à limer les bords fraîchement coupés des pièces : si vous avez usiné du métaldur, ils seront très probablement affûtés. S’il s’agit de bois, vous risquez de vous planter une échardedans les doigts.

Astuces Pour une coupe très précise dans un bois très dur ou fibreux, il est possible d’utiliser la lame àmétal. En tout autre cas, nous vous recommandons la lame pour bois qui permet une découpe beaucoupplus rapide. Par contre, il ne faut JAMAIS utiliser la lame pour bois sur le métal.

4.2 Scie à chantournerRègles de sécurité En plus des règles déjà énoncées, d’autres règles particulières sont à suivre. L’utili-sation de gants est recommandée afin de protéger vos mains. Cette indication est d’autant plus importantelorsque les pièces à usiner sont petites. Ne jamais quitter la scie des yeux sans l’éteindre ! Veuillez utiliserles lames selon le tableau ci-dessous, une usure prématurée peut être dangereuse.

Substitution de la lame Pour procéder à un changement de lame, il faut commencer par détendrela lame à l’aide du petit levier blanc au dessus de celle-ci. Dévissez les fixations au dessus et en dessousdu plan de travail. Retirez la lame puis introduisez la nouvelle. Serrez les fixations puis tendez la lame.Si elle est trop tendue ou, au contraire, détendue, vous ajusterez la tension à l’aide de la molette placéesur la scie, proche de la fenêtre.

Vitesse de coupe et type de lame

Matériau Bois/MDF Plastique/PVC PET Aluminium DibondVitesse de la lame [%] >50 >50 >50 >50 >50

Type de lame Bois Métal Métal Métal Métal


Figure 10 – Scie à chantourner EXCALIBUR EX-16 CEBS

La vitesse est exprimée en pourcentage par rapport à la vitesse maximale. Il faut à chaque fois vérifierquel type de lame est monté sur la scie. Une lame à bois dans de l’aluminium ne fera que quelquesaller-retours avant d’être inutilisable.

Mode opératoire Pour commencer, il faut choisir la lame correspondante au matériau à couper. Ilexiste des lames pour le bois et d’autres pour l’aluminium. Après avoir installé la lame, il faut s’assurerque rien ne soit dans le chemin de la pièce à découper en dehors du plan de travail de la scie. Il faut aussibrancher l’aspirateur sur l’embout correspondant, sous le plan de coupe à droite. Si vous ne le faites pas,il vous faudra nettoyer le tout par la suite, ce qui est très pénible. Il vous faut aussi régler la hauteurdu système de sécurité en fonction de la hauteur de votre pièce, il doit être positionné légèrement plushaut que cette dernière. Maintenant, il faut se munir d’une paire de lunettes et d’une paire de gants(recommandé). A ce point, on peut allumer l’aspirateur et, avant d’allumer la scie, vérifier que la vitessede la lame soit au minimum, c’est à dire tout à gauche, ce qui réduirait le danger au cas où vous l’auriezmal fixée.Suivant le matériau à scier, vous pouvez maintenant augmenter la vitesse de coupe et commencer à scier.Nous vous conseillons de ne pas effectuer votre coupe de façon précipitée car vous pourriez vous blesser etvotre pièce ne sera pas coupée proprement. Il faut avancer gentiment tout en maintenant fermement votrepièce sur le plan de travail. Lorsque vous arrivez au bout de la coupe, il vous faut encore diminuer votrevitesse d’avance si vous ne souhaitez pas avoir de bavures. Après cela, vous pouvez gentiment ramener lavitesse au minimum et éteindre la scie. Il faut ensuite nettoyer la machine ainsi qu’à proximité de cettedernière.

4 DÉCOUPAGE 13

4.3 Scie sauteuseRègles de sécurité En plus des règles déjà énoncées, d’autres règles particulières sont à respecter.Avant de scier votre pièce, veuillez vous assurez qu’elle soit bien fixée à l’établi si vous ne voulez pascomplètement rater votre coupe. L’utilisation de gants est recommandée pour la main qui ne tient pasla scie. Nous vous conseillons aussi d’utiliser les pamires.Vous allez utiliser un outil avec une lame libre : votre premier souci doit être de travailler dans unenvironnement sécurisé pour éviter de vous infliger de graves blessures. Il est très important de bienplacer le câble d’alimentation de la scie pour ne pas les couper.

Choix de la lame Le choix des lames est résumé dans le tableau qui suit.

Matériau Bois Acier AluminiumType de lame Bois Métal Métal

Profondeur maximale [mm] 140 10 20Vitesse d’avance [mm/s] 10 2 3

Pour la vitesse de coupe, il faudra se souvenir qu’elle dépend inversement à la dureté du matériau. Pourun bois tendre, elle pourra être réglée au maximum tant dit que pour de l’aluminium, il faudra considé-rablement réduire la vitesse. Il vous faut utiliser de votre bon sens aussi.

Substitution de la lame Il faut changer de lame lorsqu’elle est endommagée ou lorsque vous voulezprocéder à la découpe d’un matériau autre que celui prévu par la lame déjà installée. Pour ce faire,tournez la fixation de la lame et retirez la. Faites attention car elle sortira toute seule à cause d’unressort. Tournez la fixation à nouveau puis insérez la nouvelle lame en l’enfonçant bien au fond puislâcher la fixation. Vérifiez à la main si la lame est bien en place en tirant dessus. Pour une vérificationvisuelle, il suffit de ne plus voir le cran de la lame dépasser de la fixation.

Mode opératoire Pour commencer, il faut tracer sur votre pièce une ligne que vous allez suivre afinde faire votre coupe (crayon pour le bois et marqueur permanent pour le métal). Cette étape est trèsimportante car elle vous permettra d’effectuer une coupe très propre. Il faut maintenant fixer votre pièceà un établi à l’aide des serre joints. Vérifiez aussi que votre ligne de coupe ne passe pas sur le supportou l’établi que vous utilisez pour fixer votre pièce.Votre pièce étant fixée, vous pouvez installer la lame de votre choix.Avant de commencer, il suffit encore juste de vérifier si le câble est assez long et de mettre vos lunettes.Vous pouvez allumer la scie sauteuse et régler la vitesse désirée à l’aide de la molette à l’arrière du bâti.Lorsque vous commencez à scier, il faudra être attentif à la coupe et regarder s’il est nécessaire de changerla vitesse de coupe. En arrivant au bout de la pièce, il faudra ralentir et faire attention à ce que la piècene se détache pas brusquement si vous ne voulez pas ruiner votre travail.Pour terminer, il faut passer l’aspirateur, nettoyer la scie et ranger tout le matériel utilisé.

Astuces Si vous êtes deux, une personne s’occupe de scier et l’autre de tenir la pièce et passer l’aspi-rateur à proximité afin de garder le trait bien visible. Pour les pièces relativement longues et "massives",il est recommandé de travailler à deux pour éviter que la pièce ne se casse par elle-même à cause de sonpoids propre à la fin de la coupe.


5 Polissage

5.1 Papier de verreRègles de sécurité Mis à part vous faire une petite écorchure aux mains, vous ne risquez pas grand-chose, vous pouvez donc enlever les lunettes. Évitez de frotter vos doigts sur le papier et tout se passerabien.

Mode opératoire Après avoir coupé une pièce, il reste en général des petites bavures. C’est là qu’in-tervient le papier de verre. Dans un premier temps, il s’agit de bien fixer votre pièce dans un étau ouautre support. Vous prendrez ensuite un papier de gros grain (genre 80) pour commencer à frotter lapièce. Lorsque les grosses bavures seront parties, vous pourrez passer sur un papier de grain moyen (genre120). Si vous avez besoin d’avoir une pièce particulièrement bien fine, vous pourrez alors terminer avecun papier de grain fin (genre 240).

Astuces Commencez toujours avec un papier de gros grain pour aller vers du plus fin. Si vous com-mencez directement avec du fin, vous allez perdre votre temps mais aussi gaspiller du matériel.

5.2 PonceuseRègles de sécurité En plus des règles déjà énoncées, d’autres règles particulières sont à suivre. Du-rant l’utilisation, il y aura une grande production de poussière. Nous vous recommandons de limiterl’inhalation de celles-ci. Il est également conseillé de ne pas toucher la partie tournante si vous tenez àvos doigts. Utilisez le papier de verre approprié.

Mode opératoire Pour commencer, il faut bien fixer votre pièce dans un étau. Nous vous conseillonsensuite de mettre un tablier pour éviter de trop vous salir. Branchez la prise, puis commencez votretravail. Lorsque vous avez terminé, vous pouvez débrancher la prise. Nous vous rendons attentif au faitque cette méthode produit une grande quantité de sciure et poussière, il est donc impératif de bien passerl’aspirateur après avoir terminé.

Astuces Nous vous conseillons de travailler à deux afin d’avoir moins à nettoyer par la suite. Unepersonne qui travaille, l’autre qui utilise l’aspirateur.

6 COLLAGE 15

6 Collage

6.1 Pistolet à colleLa colle thermofusible est un moyen de fixation très efficace et polyvalent, permettant de réaliser descollages sur une grande variété de matériaux. Elle est une alternative concrète au soudage ou au vissagepour des pièces de dimensions moyennes qui ne seront pas soumises à des efforts élevés.

Règles de sécurité Le collage à chaud implique la possibilité de se brûler. Le bec du pistolet esttrès chaud (entre 110̊ C et 190̊ C) et le toucher peut créer des marques permanentes sur votre peau. Lacolle qui vient d’être déposée est chaude aussi, la toucher est extrêmement douloureux et produira desmagnifiques bulles sur vos doigts que l’on appelle plus communément des cloques. Si cela vous arrive, ilest préférable de ne pas les percer.Il vous est fortement conseillé de ne pas inhaler les éventuelles vapeurs de colle.

Figure 11 – Pistolet à colle RAPID EG 330

Mode opératoire Préparez les surfaces à unir sur la table et nettoyez-les. Prenez le pistolet à colleet insérez le tube de colle dans le trou correspondant, situé dans la partie postérieure du pistolet. Vouspouvez installer le petit support métallique au pistolet afin qu’il tienne debout quand vous ne vous enservez pas. Ensuite, branchez l’outil au réseau électrique et attendez quelques minutes pour qu’il soitassez chaud. Pendant ce laps de temps, il faut placer un petit conteneur sous le bec car il goutte, genre lecouvercle du bocal à cornichons que nous avons mis dans la boîte du pistolet. Une fois que vous voyez lesrestes de colle sur le bec du pistolet fondre, il faut le pointer vers la surface à coller et, pour commencerle collage, appuyer légèrement et avec attention sur la gâchette pour faire avancer le bâtonnet et sortirla colle liquide. Il est conseillé de bien doser la quantité de colle en sortie, parce qu’un excès de colleentraînerait un collage grossier et imprécis, tandis qu’un manque de colle donnerait un collage inefficace


et pas durable. Lorsque vous avez terminé de déposer la colle sur une pièce, il faut presser fortement ladeuxième dessus le temps que la colle durcisse.Après avoir terminé le collage, attendez le refroidissement de l’outil pour nettoyer et ranger le pistolet.

Astuces Utilisez des serre-joints pour presser vos pièces ensemble. Pas besoin de mettre de la collejusqu’au bord, elle va déborder sinon.

6.2 Colle epoxyLa colle epoxy est un mélange de résine époxidique et de durcissant, qui , une fois mélangés, permettentd’obtenir un collage extrêmement résistant.

Mode opératoire Préparez sur la table de travail des serviettes en papier, une pièce en carton, uncure-dents, les surfaces à coller et la seringue de colle epoxy.Ensuite, pliez le bouchon blanc et pressez sur la seringue pour faire sortir la quantité désirée des deuxliquides en les déposant sur la base de carton. Nettoyez le bout de la seringue avec une serviette. Mélangezbien la résine et le durcissant à l’aide du cure-dents et appliquez la mixture sur les surfaces à coller.Enfin mettez les deux surfaces en contact et attendez au moins 10 heures pour un résultat optimal.

Figure 12 – Colle epoxy (à gauche) et colle normale (à droite)

7 PISTOLET À AIR CHAUD 17

7 Pistolet à air chaudRègles de sécurité En plus des règles déjà énoncées, d’autres règles particulières sont à respecter.Comme le pistolet peut chauffer de l’air jusqu’à 600̊ C, il ne faudra jamais le pointer sur une personne.Nous vous conseillons aussi d’utiliser un gant pour la main qui tiendra votre pièce (sauf s’il s’agit degaine thermorétractable, pour des raisons évidentes de précision). Ne posez jamais de façon aléatoire lepistolet lorsqu’il a été utilisé sur le plan de travail, il faut que le canon pointe vers le plafond. Attentionaux produits inflammables !

Figure 13 – Pistolet à air chaud

Mode opératoire Pour commencer, préparez tout le matériel nécessaire (le pistolet, votre pièce, vosfils, la gaine,...). Vous pouvez ensuite choisir l’embout nécessaire à votre besoin (chauffage ponctuel,autour d’un câble,...) et le monter sur le pistolet. Vous pouvez brancher le pistolet et l’allumer. Il fautattendre une dizaine de secondes avant que la température sélectionnée soit atteinte.Vous pouvez commencer votre travail. Lorsque vous avez terminé, il faut éteindre le pistolet et le poserde façon verticale, comme illustré à la Figure 13, pour ne pas cramer le plan de travail ! Avant d’allerboire une petite bière à Sat’, il vous faudra patienter au moins 20 minutes avant de ranger le pistolet.Tant que vous ne pouvez pas toucher le bec avec votre main, il vous faut encore attendre. Profitez de cetemps pour vous occuper de ranger le reste du matériel utilisé.

Astuces Pour la gaine thermorétractable, nous vous suggérons d’utiliser la puissance de chauffage 7et le deuxième cran pour le flux d’air.L’air étant bien assez chaud, faites attention de ne pas brûler vos pièces en bois.Vous pouvez faire fondre de la colle du pistolet à colle. Vous pouvez faire fondre du PET pour le "souder".


8 Filetage, taraudage et lamageFileter une tige est l’opération derrière la création du pas d’une vis. Les procédés industriels de pro-duction de vis varient. Le taraudage est l’opération équivalente opposée : dans un trou percé à cet effetauparavant, on crée les "empreintes" pour qu’une vis puisse tenir dans le trou comme on le trouve dansun écrou.Dans cet atelier, nous avons à disposition, dans un coffret bordeaux, des fileteuses et tarauds pour lestailles suivantes : M3, M4, M5, M6, M8, M10 et M12. Les tables nous proviennent de "Le B.A.-BA àl’atlier" de Jean-Marc Colomb, collaborateur technique de l’atelier de l’Institut des matériaux de l’EPFL.Vous trouverez le kit de filetage dans la layette à droite de la perceuse à colonne.

Règles de sécurité Les dangers liés aux opérations de filetage et taraudage sont plutôt évidents. Ilsuffira de ne pas mettre les doigts entre la partie à usiner et l’outil pour éviter les risques.

Figure 14 – Set de tarauds

8.1 FiletageChoix de la fileteuse Dans le filetage, le diamètre de la tige lisse en mm correspond à la valeur dupas de la fileteuse. Par exemple, une tige de 6 mm de diamètre pourra être filetée avec un pas M6.

Mode opératoire Pour fileter une tige, fixez la avant tout dans un étau. Le serrage devra être trèssoigneux pour éviter qu’elle ne tourne ou qu’elle s’abîme. Si la tige vient d’être coupée et n’a pas dechanfrein, il faudra limer ses bords pour en obtenir un.

8 FILETAGE, TARAUDAGE ET LAMAGE 19

Après avoir mesuré le diamètre de la pièce avec un pied à coulisse, vous pouvez choisir la fileteusecorrespondante.Serrez la fileteuse sur le porte fileteuse à l’aide d’un tourne vis, puis lubrifiez la tige avec de la graisseà fileter (cf. la petite boîte de couleur blanche avec des lignes oranges, marque Zinkol, dans la mêmelayette que le kit à fileter).L’opération de filetage commence maintenant. Placez la fileteuse sur la tige et commencez très lentementà tourner dans le sens des aiguilles d’une montre en assurant la concentricité de la fileteuse et de la tigeà l’aide des pouces qui se tiennent très près du centre de la fileteuse. Pour chaque rotation effectuée,un demi tour en arrière aide à casser les copeaux. Vous pouvez maintenant continuer à tourner jusqu’àobtenir la longueur de filetage désirée ; puis, ressortez la fileteuse en allant dans le sens opposé.Le travail est terminé ! Nettoyez la tige (et les copeaux produits) et vérifiez que le filetage soit droit.

8.2 TaraudageDiamètre du trou à tarauder Si on désire obtenir un trou taraudé dans une pièce, il faudra avanttout la percer. Le diamètre du trou à réaliser dépend du pas du taraudage final. Le tableau suivantindique les diamètres de perçage correspondants aux pas métriques que nous pouvons réaliser en atelier.

Diamètre M2 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12Pas [mm] 0.40 0.50 0.70 0.80 1.00 1.25 1.50 1.75

Diamètre de perçage taraudage D-pas [mm] 1.60 2.50 3.30 4.20 5.00 6.80 8.50 10.20

Mode opératoire Pour tarauder une pièce, il faut d’abord percer un trou du diamètre désiré à l’aided’une perceuse (on conseille ici l’utilisation de la perceuse à colonne). Pour ce faire, suivez la procédureexpliquée précédemment dans les sections 3.1 et 3.2.Alignez la pièce serrée sur l’étau avec la machine en utilisant comme référence la pointe utilisée pour leperçage. Ensuite, il faut monter le taraud sur le porte-taraud puis commencer à tourner pour tarauder.Nous vous conseillons d’ajouter un peu de graisse Zinkol et d’effectuer des demis tours, comme déjàexpliqué pour le filetage. Une fois la profondeur désirée atteinte, vous pouvez sortir le taraud.Nettoyez la table et rangez la pointe dans sa boîte.

8.3 LamagePour noyer la tête d’une vis dans une pièce, il faudra percer un trou de la bonne taille avec la perceuseà colonne. Le diamètre et la profondeur de ce perçage, pour une vis à tête cylindrique ou conique, setrouvent dans le tableau suivant.

Diamètre M2 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12d2 [mm] 2.20 3.20 4.30 5.30 6.40 8.40 10.50 13.00d3 [mm] 3.30 6.00 8.00 10.00 11.00 15.00 18.00 20.00t1 [mm] 1.60 3.50 4.50 5.70 6.80 9.00 11.00 13.00d5 [mm] 4.60 6.50 8.60 10.40 12.40 16.40 20.40 23.90

Les définitions suivantes sont utilisées dans le tableau :d2 : diamètre de perçage pour passage de visd3 : diamètre du lamage pour vis à tête cylindriquet1 : profondeur du lamaged5 : diamètre de la fraisure pour vis à tête conique


9 Soudage

9.1 Poste à souderRègles de sécurité En plus des règles déjà énoncées, d’autres règles particulières sont à suivre. Nejamais quitter des yeux le poste à souder lorsqu’il est en marche ! Pour l’usage de cet outil, nous vousconseillons de ne pas utiliser de gants pour être plus habile mais d’être particulièrement vigilant et attentiflorsque vous travaillez. Néanmoins, le port des lunettes reste obligatoire. Nous vous recommandons aussi,pour votre santé, de ne pas respirer les vapeurs des soudures car le fil contient du plomb.

Figure 15 – Fer à souder ERSA ANALOG 60

Choix de la température Si l’on soude en utilisant un fil en alliage étain-plomb, celui qui est àdisposition dans la salle, le point de fusion est de l’ordre de 300̊ C.Des températures trop élevées produisent énormément de vapeurs toxiques et rendent difficile le soudageà cause de la fusion trop rapide du fil. Les températures trop basses empêchent de bien souder aussi :personne n’a une main assez tranquille pour tenir un fil et une pointe alignés sur un circuit électroniquependant 30 secondes sans les bouger d’un seul millimètre !

Mode opératoire Pour commencer, réunir tout le matériel sur l’établi où vous allez souder, à savoir :le poste de soudage, le fil à souder ainsi que les deux pièces que vous souhaitez souder ensemble quevous aurez nettoyées au préalable. Il faut humidifier la petite éponge pour nettoyer de temps à autre lapointe et la mettre dans le support à fer. Avant de brancher les câbles, veuillez vous assurer que tousles interrupteurs soient éteints et que la pointe de soudage soit rangée dans son support afin de ne rienbrûler. Vous pouvez maintenant brancher le poste au secteur et choisir la température de la pointe. Ilfaut ensuite attendre que la pointe chauffe jusqu’à la température désirée. La tentation de quitter leposte, sortir son smartphone, etc est grande, mais vous devez rester attentif à votre travail à moins quevous ne souhaitiez vous brûler.Lorsque le témoin rouge clignote, la température désirée est atteinte. Vous pouvez alors commencer àsouder.Tenez le fil à souder sur la jonction et puis approchez la pointe jusqu’à fondre une goutte de fil. La tailledu fil à utiliser dépend bien évidemment de la taille du soudage à réaliser. À ce point, retouchez la gouttede matériau déposée jusqu’à obtenir le résultat désiré.Quand vous avez terminé, veuillez nettoyer la pointe sur la petite mousse lorsqu’elle est encore chaude.Vous devez attendre que la pointe soit refroidie (à l’air, surtout pas à l’eau !) avant de ranger tout lematériel (attention, au moins 20 minutes, il faut pouvoir la toucher à la main nue).

10 CNC 21

10 CNC

Figure 16 – CNC

10.1 La machineLa CNC est un outil très utile dans l’usinage de pièces de par sa précision et son efficacité. La machineconsiste en un châssis avec un plan de travail et d’un chariot sur lequel est monté la broche. Elle disposede 3 degrés de liberté en translation. Il y a deux catégories d’usinage possibles, le 2.5D et le 3D. Nousallons vous expliquer les principes au travers des exemples à réaliser qui suivent.

10.2 Tutoriel d’usinage 2.5DLe but de ce tutoriel est d’apprendre comment réaliser une pièce en 2.5D avec la machine CNC del’atelier.Vous allez créer un document en 2D qui sera traduit par CamBam en G-code. Ensuite, Mach3 interpréterale G-Code et transmettra la commande à la CNC pour usiner votre pièce.La pièce que nous allons vous faire usiner pour présenter la marche à suivre est une petite boîte conçuepour contenir un jeu de cartes, mais vous êtes libres de découper n’importe quelle pièce. Le matériau àutiliser est une plaque de PET d’une épaisseur de 3 mm. La surface nécessaire est un carré d’environ30 cm de côté.

10.2.1 Dessin

Tout d’abord, un projet démarre par un dessin. Puisqu’il s’agit d’un ensemble de pièces à découper en2D à partir d’une panneau mince, le dessin devra être un fichier 2D. Le dessin 3D du solide que vousvoulez obtenir est inutile pour ce type d’usinage et ne permettra pas de réaliser les pièces. Par contre,la projection de la pièce que vous voulez obtenir sur le plan de travail est nécessaire. Ce dessin est unfichier 2D vectoriel (impérativement en format .dxf), qui peut être produit par plusieurs logiciels (Catia,SolidWorks, Adobe Illustrator, Inkscape, etc). Si votre logiciel le permet, travaillez en millimètres : c’estl’unité utilisée par les logiciels qui gèrent la CNC. Ce choix vous permet de bien connaître la taille devos pièces et de ne plus la modifier pendant le reste du procédé.Pensez aussi à bien placer votre pièce par rapport au centre des axes. La CNC doit être calibrée ettravaille par rapport à ce point, donc un dessin bien conçu évite du travail inutile par la suite.Avec Catia, vous pouvez créer les fichiers .dxf à partir des CATDrawings de vos pièces. Il suffit de réaliser


un dessin avec les projection sur le plan XY de la CNC de vos pièces et puis de sélectionner “Enregistrersous. . . ” et choisir le format .dxf.

Figure 17 – Exportation du .dxf de Catia

Les fichiers .dxf utilisés pour ce tutoriel se trouvent sur le site internet de la salle, à savoir http ://sti.epfl.ch/page-120900-fr.html. Il faudra les télécharger et les mettre sur une clé USB avant de commencer le tutoriel.Les fichiers CATPart sont aussi à disposition, au cas où vous aimeriez les modifier.Après avoir préparer vos fichiers, vous pouvez les copier sur une clé USB et les transférer sur l’ordinateurqui contrôle la CNC.

10.2.2 Dessin dans CamBam

Ouvrez le logiciel CamBam et avec celui-ci ouvrez votre fichier .dxf. Si tout à été bien fait vous verrez àl’écran, sur le plan XY, votre dessin.

Figure 18 – Dessin .dxf correctement importé en CamBam

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Il s’agit du moment où l’on prépare le fichier pour la CNC. Ici, nous décrirons la démarche suivie pourtraiter le .dxf de la boîte.Pour se déplacer sur le dessin, maintenez enfoncée la touche centrale (la molette) de la souris. Pourzoomer, tournez la molette.Avant tout, il est nécessaire que les lignes que l’on veut usiner ensemble (c’est-à-dire le contour de lapièce, une poche en son intérieur, etc) soient réunies dans une même polyline (qui est un ensemble desegments adjacents). Si ce n’est pas le cas, il faudra les unir soi-même. Pour ce faire, il faut sélectionnerles segments individuels qui nous intéressent à l’aide de la touche CTRL et utiliser la commande "Join"(Edit → Join). Si les lignes ont été crées comme attachées dans le logiciel de dessin, n’importe quelle"Join Tolerance" sera suffisante pour les unir.

Figure 19 – Position de la commande "Join"

Au cas où vous voudriez découper une ligne à l’intersection avec une autre pour créer un polyline dif-férent, sélectionnez les deux lignes et utilisez la commande “Break at intersection” (Edit → Break atIntersection), puis la commande “Join” pour les unir comme vous désirez.Pour notre boite, voici les étapes nécessaires pour obtenir les bonnes polylines.

Vous avez la possibilité de sélectionner toutes les lignes avec “Edit → Select all”.


Figure 20 – Sélection de toutes les lignes

Choisissez “Edit → Join” avec une “Join Tolerance” de 0.1. Vous verrez que les segments sont regroupésen plusieurs polylines.

Figure 21 – Exemple de polyline crée en regroupant des segments

Faites un clic droit sur l’onglet “Layers” et choisissez “New Layer”.

Figure 22 – Création d’un nouveau Layer

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Sélectionnez les polylines suivantes en leur cliquant dessus, à l’aide de la touche CTRL. Puis choisissez“Edit → Copy”.

Figure 23 – Polylines à sélectionner pour la copie

Sélectionnez le Layer que vous venez de créer (“Layer1”) et après un clic droit, choisissez “Paste”.

Figure 24 – Coller dans le nouveau Layer

Revenez au Layer “0”, sélectionnez les polylines suivantes, puis choisissez “Edit → Break at Intersection”avec une “Intersection Tolerance” de 0.1.


Figure 25 – Polylines à sélectionner pour la commande "Break at Intersection"

Ne sélectionnez que les polylines suivantes et choisissez “Edit → Join”.

Figure 26 – Polylines à sélectionner la commande "Join"

Sélectionnez ces 2 polylines que vous venez d’unir, copiez-les (“Edit → Copy”) et collez-les dans le layer“Layer1” (“Edit → Paste”).

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Revenez au Layer “0” et faites “Edit → Select All on Layer”, puis “Edit → Break at Intersections”. Puissélectionnez les lignes suivantes et choisissez “Edit → Join”.

Figure 28 – Polylines à sélectionner pour la commande "Join"


Sélectionnez les 7 polylines que vous venez d’unir, copiez-les (“Edit → Copy”) et collez-les dans le layer“Layer1” (“Edit → Paste”).


Revenez au layer “0” et effacez-le (clic droit, puis “Delete”).

Figure 30 – Effacement du layer "0"

Grâce aux outils de création de CamBam, il est possible de produire des dessins directement à l’intérieurde cet environnement. On vous conseille d’utiliser toujours des logiciels de dessin, ils sont plus intuitifset complets. Néanmoins, pour des modifications (ou créations) mineures, CamBam sera suffisant. Lesfonctions principales pour ce faire sont : Rectangle, Circle, Polyline et Text et Points. Leurs paramètres,au moment de la création, apparaissent dans la boîte à gauche.Les informations détaillées sur toutes ces fonctions peuvent êtres trouvées aisément dans la documentationde CamBam sur Internet (voir section 11).

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Figure 31 – Outils de dessin

Pour notre boîte, une modification par rapport au .dxf original est nécessaire : il faut modifier la taillede la pièce qui sera le couvercle. Créez un rectangle avec le premier point dans l’origine des axes, cliquezsur l’outil rectangle, puis faites un premier clic en l’origine des axes et un deuxième n’importe où. Puisappuyez la touche ESC.

Figure 32 – Création d’un rectangle avec un sommet en l’origine des axes

Dans la boîte des paramètres à gauche, choisissez la taille et la position du rectangle que l’on vient decréer. (“Height” de 70, “Lower Left” de “9,81,0”, “Width” de 48).

Figure 33 – Paramètres du rectangle et représentation dans le plan

Effacez l’ancien rectangle, plus petit.


Figure 34 – Suppression du rectangle plus petit

Les dessins sont complets.C’est maintenant le moment de sélectionner les modes d’usinage des lignes qu’on a dessinées.

10.2.3 Création des usinages dans CamBam

CamBam dispose de plusieurs fonctions d’usinage : Profile, Pocket, Drill, Engrave, 3D Profile, pour n’enciter que quelques uns.

Figure 35 – Fonctions d’usinage

Nous allons vous expliquer les différentes fonctions d’usinage.

Profile : suit une ligne fermée à son intérieur ou extérieur. L’outil passe de façon tangente à la lignesélectionnée.

Pocket : vide toute l’aire qui se trouve à l’intérieur d’une ligne fermée.Drill : perce un trou centré sur un point (ou un cercle).Engrave : suit n’importe quelle ligne. Le centre de l’outil va passer exactement sur la ligne.3D Profile : est utilisé pour créer des surfaces à partir de fichier 3D. (Ce n’est pas notre cas)

La boîte sera réalisée à l’aide des fonctions “Profile” et “Pocket”. Évidemment, le découpage des piècespour les sortir du panneau est la dernière opération à exécuter : il faut réaliser tous les autres usinagesavant.

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Premièrement, on peut commencer par créer les trois poches sur le couvercle.Sélectionnez les trois rectangles et puis appuyez sur la touche “Pocket”.

Figure 36 – Polylines à sélectionner l’usinage de type "Pocket"

À gauche de l’écran, dans l’arborescence, vous verrez apparaître une opération d’usinage. Sélectionnez-lapour visualiser tous les paramètres qui gèrent cet usinage. Il s’agit de la partie la plus importante deCamBam, c’est ici que nous allons créer le lien entre le dessin et le code qui commandera la CNC.

Figure 37 – L’usinage et ses paramètres


Pour chaque profil d’usinage, CamBam a des paramètres par défaut. Ils sont pour la plupart corrects,mais quelques valeurs doivent forcément être modifiées.Les paramètres les plus importants pour l’usinage 2D sont : Inside Outside, Cut Feedrate, Depth Incre-ment, Target Depth, Step Over, Spindle Speed, Tool Diameter.Inside Outside : permet de choisir si l’outil va suivre une ligne à l’intérieur ou à l’extérieur (en mode

Profile).Cut Feedrate : est la vitesse d’avancement de l’outil en mm/min.Depth Increment : est la profondeur que l’outil usine lors de chaque passe individuelle.Target Depth : est la profondeur finale que l’on veut obtenir.

Par exemple : une Target Depth de -15 avec Depth Increment de 5 produira une profondeurd’usinage de 15 mm par rapport à la surface de la pièce en 3 passes de 5 mm.

Step Over : , dans le profil Pocket, détermine le pourcentage de recouvrement des passes adjacentesde l’outil à une même profondeur.Par exemple : un Step Over de 30% fait en sorte que le 70% de la surface d’une nouvelle passe aitdéjà été coupée par la passe précedente)

Spindle Speed : est la vitesse de rotation de l’outil en tr/min.Tool Diameter : est le diamètre de l’outil utilisé dans l’usinage.

Les deux paramètres les plus importants pour obtenir de bons résultats sont Cut Feedrate et SpindleSpeed. Leur choix, qui dépend du matériau et de l’outil, est détaillé dans la section 10.4.Si vous souhaitez avoir des réglages plus exotiques, les autres paramètres peuvent être trouvés dans ladocumentation.Les paramètres à modifier pour ce premier usinage sont les suivants :Target Depth : -0.3Cut Feedrate : 1000Spindle Speed : 12000Tool Diameter : 2.5Tool Number : 2

Une fois les paramètres de l’usinage réglés "Pocket", sélectionnez ces lignes et créez un usinage de type“Profile”.

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Figure 38 – Polylines à sélectionner l’usinage de type "Profile"

Modifiez les paramètres suivants :Depth Increment : 1Target Depth : -2Cut Feedrate : 1000Corner Overcut : trueSpindle speed : 12000Cut Width : 3.5Tool Diameter : 2.5Tool Number : 2L’Overcut fait bouger (d’une longueur équivalente au rayon de l’outil) la fraise dans les coins concavesde la pièce. Ceci est nécessaire car autrement l’outil, qui a un diamètre réel et supérieur à 0, laisseraitun arrondi, dû à la coupe par rotation, qui empêcherait l’encastrement.Cut Width sert à enlever plus de matière autour du profil : la machine produit (en 2 passes) le mêmeeffet que si l’on faisait une passe avec un outil de 3.5 mm.

Finalement, sélectionnez les lignes suivantes et créez un autre “Profile".


Figure 39 – Polylines à sélectionner le deuxième usinage de type "Profile"

Voici les paramètres :Depth Increment : 1.5Final Depth Increment : 2Target Depth : -3.5Cut Feedrate : 1000Corner Overcut : trueSpindle speed : 12000Tool Diameter : 2.5Tool Number : 2

Faites un clic droit sur un des usinages, puis choisissez “Generate Toolpath”. Cette fonction vous permetde voir le parcours que CamBam va programmer pour chaque usinage.Pour avoir un aperçu global, sélectionnez “Generate Toolpath” de “Part1”.

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Figure 40 – Aperçu du "Zoolpath"

Le travail dans CamBam est fini ! Cliquez avec la touche droite sur “Part1” et choisissez “Produce G-Code”. Enregistrez le fichier et préparez vous à travailler avec la CNC.Attention ! Ce G-Code, qui contient tous les usinages, les exécutera dans l’ordre dans lesquels vous lesvisualisez (du haut vers le bas). Dans notre cas, la CNC effectuera avant les trois poches, puis le premierprofil à 2 mm de profondeur et finalement découpera les pièces.

10.2.4 Fixation de la pièce

Posez le panneau que vous allez usiner sur le martyr. Pour avoir une bonne qualité de l’usinage (et éviterque les pièces se déplacent quand la CNC travaille encore), il est conseillé de coller avec le Scotch doubleface le panneau au martyr. En particulier, mettez le Scotch au dessus des zones qui deviendront les paroisde la boîte (et donc seront détachées), ça n’est pas grave si le Scotch pas exactement bien placé.Une alternative aurait été de créer des points d’attache. CamBam, pour les usinages 2D, peut le faireautomatiquement. Choisissez l’usinage “Profile” qui va découper la pièce, puis modifiez le paramètre “Hol-ding Tabs”. Nous n’utilisons pas cette technique car la pièce n’est pas assez épaisse et nous souhaitonsavoir des bords très précis pour l’encastrement.

Figure 41 – Positionnement du Scotch double face


Vous pouvez maintenant brider le panneau à usiner sur le martyr. Pour bien placer le Scotch, vous pouvezutiliser le panneau dans lequel nous avons déjà découpé cette même pièce comme référence.

(a) Bride correctement placée (b) Bridage du panneau sur le martyr

Figure 42

10.2.5 Usinage avec Mach3

Mettez vos lunettes de sécurité et allumez la CNC.Les interrupteurs sont sous le tiroir de la table. Appuyez sur la touche verte, puis tournez les troisinterrupteurs sur la position “I”.Lancez le logiciel Mach3 et choisissez “OK” dans la petite fenêtre qui va s’ouvrir.Cliquez sur “Reset”.

Figure 43 – Touche "Reset" de Mach3

Avec Mach3 ouvert, vous pouvez commander manuellement la CNC. Les touches LEFT/RIGHT etUP/DOWN du clavier la déplacent sur les axes X et Y. Pour la déplacer sur l’axe Z utilisez les touches$ et¨(les deux à gauche de ENTER). $ permet de descendre la mèche et¨permet de la monter.Pour un mouvement plus rapide, maintenez la touche SHIFT enfoncée pendant que vous utilisez les 6touches de déplacement. Nous vous conseillons de commencer à prendre la main avec les commandeslentes avant d’utiliser le SHIFT pour ne pas tout casser.

Enlevez l’écrou qui tient la fraise sur la broche et insérez le mandrin qui correspond à votre outil. Dansle cas de notre usinage, il s’agit du mandrin de 1/8 (c’est un huitième de pouce). Le mandrin doit êtreclippé dans l’écrou, donc n’ayez pas peur de pousser (en tournant légèrement si nécessaire). Remettezl’écrou en place et insérez l’outil dont vous avez besoin. Il s’agit de la fraise de 2, 5 mm avec 1 dent.

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(a) Fraise, mandrin et écrou (b) Mandrin correctement rentré dans l’écrou

(c) Écrou correctement vissé sur l’arbre du moteur

Figure 44

En règle générale, il faut rentrer les outils dans le mandrin autant que possible (quelques millimètresavant que la partie usinée de la fraise commence).

Figure 45 – Outil correctement rentré dans le mandrin


Une fois qu’il est bien positionné, serrez l’écrou avec deux clés de 21 et 30. Attention, il n’est pas nécessairede trop serrer, vous pourriez casser le mandrin et les outils.

Figure 46 – Serrage de l’écrou

Choisissez “Load G-Code” dans Mach3 et sélectionnez le fichier que vous venez de créer avec CamBam.

Figure 47 – Touche "Load G-Code" de Mach3

Comme la CNC démarre son travail à partir du centre des axes de CamBam, il faut la calibrer. Déplacez-lamanuellement jusqu’à un point qui soit adapté. Pour la boîte, ce sera l’angle en bas à gauche du panneau(on pourrait très bien usiner son centre, mais on ne veut pas gaspiller du matériel !). Quand vous êtesau bon endroit, cliquez sur "Zero X" et "Zero Y", la CNC est maintenant calibrée sur ces axes.

(a) Touches "Zero X" et "Zero Y"(b) Outil manuellement placé dans l’angle enbas à gauche

Figure 48

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Déplacez-la manuellement jusqu’aux extrémités du parcours qu’elle va suivre (vous le voyez en haut àdroite dans Mach3, dans l’interface graphique, cliquez sur “Regen. Toolpath” pour mettre à jour la vue)pour vérifier qu’elle usinera au bon endroit et ne touchera rien (les brides par exemple).Déplacez la CNC au centre des parcours que vous allez usiner et mettez exactement en dessous de l’outille capteur pour la calibration selon l’axe Z. Il doit être très bien placé, s’il ne l’est pas, vous allez toutcasser car l’outil ne s’arrêtera qu’en touchant le bouton poussoir.

Figure 49 – Positionnement du capteur pour la calibration en Z

Quand vous êtes sûr que le capteur est bien centré et la pointe de l’outil est 1cm environ plus haut,cliquez sur “Auto-Tool Zero” dans Mach 3.

Figure 50 – La touche "Auto-Tool Zero" de Mach3

La CNC est maintenant aussi calibrée selon l’axe Z.Enlevez le capteur et déplacez l’outil manuellement près du point 0 en X et Y. Ne faites jamais démarrerle G-Code avec l’outil loin du point de départ, vous risquez qu’en mode déplacement rapide, il aille tapercontre les brides.

Si tout a été bien fait, vous pouvez appuyer sur la touche "Start" dans Mach3. Le code va s’arrêter toutde suite, c’est normal : Mach3 demande de vérifier si vous avez mis le bon outil, et c’est bien le cas.Cliquez sur Start à nouveau et c’est parti !


Pendant que la CNC travaille, regardez-la et soyez toujours prêt à l’arrêter en cas de problème en ap-puyant sur un des deux boutons d’arrêt d’urgence.Après un clic sur la touche Stop, vous devrez faire redémarrer votre G-Code du début (avec la fonction“Rewind G-Code”), sinon la CNC se déplacera sans que le mandrin tourne, car l’instruction qui règle savitesse est en début du code.Pour des pauses il est donc plus utile la touche “Feed Hold” qui arrête le déplacement horizontal sansarrêter le mandrin. Vous pouvez redémarrer d’où vous avez interrompu en appuyant sur Start.Ne mettez jamais les mains dans l’aire de la CNC (typiquement pour tenir une pièce qui va se détacher)pendant que le mandrin tourne. Les pièces doivent être bien fixées au début, pas tenues à la fin !

Quand le code arrive au bout et le mandrin est complètement arrêté, déplacez manuellement la CNC etsortez vos pièces. Enlevez l’outil, nettoyez tous les copeaux à l’aide de l’aspirateur, éteignez la CNC etpuis l’ordinateur.

Enlevez le film sur les deux côtés du PET et collez les pièces.

10.3 Usinage 3DLe but de ce tutoriel est d’apprendre comment réaliser une pièce en 3D avec la machine CNC de l’atelier.La pièce utilisée pour exposer la démarche à suivre est un dodécaèdre. Le matériau à utiliser est unepoutre carrée de 28 mm d’épaisseur et 200 mm de longueur.

10.3.1 Dessin

Ce type d’usinage démarre par un fichier 3D qui contient l’objet que vous voulez réaliser. Ce fichier doitêtre en format .stl pour être ouvert avec CamBam. Typiquement, vous créerez votre Part en Catia, etpuis l’enregistrerez en format .stl (comme toujours, travaillez en millimètres et placez bien la pièce parrapport à l’origine des axes).

Le fichier .stl utilisé pour ce tutoriel se trouve . . . ..Copiez les fichiers que vous voulez usiner sur une clé USB et connectez-la à l’ordinateur de la CNC.

10.3.2 Dessin avec CamBam

Ouvrez le logiciel CamBam et avec celui-ci ouvrez votre fichier. Pour tourner et translater la pièce,appuyez sur les touches CTRL et ALT simultanément, puis utilisez les touches de la souris. La touchede gauche tourne la pièce. La touche centrale la déplace. Pour zoomer et dézoomer, tournez la molette.Pour vous ramener aux vues normales aux axes, cliquez sur “View → XY/YZ/ZX plane”

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Figure 51 – Vues normales aux axes avec CamBam

L’usinage de pièces en 3D, avec une machine à 3 axes, demande deux usinages différents entre lesquels ilfaudra tourner la pièce avec la partie usinée vers le bas, pour permettre d’usiner le reste (qui n’était pasaccessible pendant le premier usinage !).Pour ce faire il faudra créer des trous à utiliser comme repères et fixations après avoir tourné la pièce.De plus, il est nécessaire de créer des attaches pour relier la pièce au reste du matériau jusqu’à la finde l’usinage. Sans ces attaches, la pièce se détacherait du reste avant de la fin de l’usinage, ce qui estdangereux et ne permet pas de finir son travail proprement.

Figure 52 – Attaches pour relier la pièce usinée au reste de la poutre

On commence par la création des attaches.Sélectionnez le layer “Default” et cachez-le avec la commande “Hide” (clic droit de la souris), pour voirl’origine des axes.


Figure 53 – Cacher le Layer "Default" grâce à la commande "Hide"

Choisissez la vue orthogonale au plan XY avec “View → XY plane” et créez un cercle de diamètre1, 5 mm centré dans l’origine (le cercle ne va pas être visible, c’est normal !). Tapez ENTER pourconclure l’opération de création du cercle.

Figure 54 – Création d’un cercle de diamètre 1, 5 mm centré dans l’origine

Affichez le layer “Default” avec la commande “show”.

Extrudez de 40 mm le cercle que vous venez de créer. Pour ce faire, sélectionnez-le et puis cliquezsur “Draw → Surface → Extrude”. Choisissez donc un “Extrusion Height” de 100 et un “Arc ExpandTolerance” de 0.1 (il s’agit du paramètre de triangulation du cylindre extrudé).

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(a) Commande "Extrude"(b) Cercle correctement extrudé

Figure 55

Sélectionnez le cylindre que vous venez de former (qui s’appellera “Surface (3)”) et translatez-le grâce àla matrice des transformations (pour l’ouvrir cliquez sur “Transform” à gauche de l’écran, puis sur lestrois points qui apparaissent à droite).Choisissez “Translate”, “Z Axis” et un “Amount” de -20, cliquez sur “Apply” (ce qui entrera votre trans-formation dans la matrice), puis sur “OK”.

Figure 56 – Ouverture et réglage des paramètres de la matrice des transformations

Maintenant, il nous faut une copie de ce cylindre : sélectionnez-le dans l’arborescence, cliquez sur latouche de droite de la souris et choisissez “Copy”. Puis, sélectionnez le layer “Default”, cliquez sur latouche de droite de la souris et choisissez “Paste”.


Figure 57 – Creation d’une copie du cylindre

Sélectionnez un des deux cylindres et ouvrez sa matrice des transformation pour le tourner. Choisissez“Rotation”, “Y Axis” et "+30o". “Apply” et “OK”.Effectuez la même opération sur le deuxième cylindre, mais avec un angle de “-30o”.

Figure 58 – Rotation du premier cylindre

À l’aide de la touche CTRL, sélectionnez les trois pièces volumiques (le dodécaèdre et les deux cylindresque l’on vient de créer) dans l’arborescence.Choisissez “Edit→Join” pour unir les trois pièces en une seule avec une “Join Tolerance” de 0.01.

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Figure 59 – Union des deux cylindres et du dodécaèdre

Sélectionnez la nouvelle pièce que l’on vient de créer et, toujours en utilisant la matrice des transforma-tions, tournez-la de 90o autour de l’axe X.

Figure 60 – Rotation de la nouvelle pièce

Il faut maintenant modifier la taille de la pièce pour qu’elle corresponde à l’épaisseur du matériau quel’on va utiliser. Cette donnée doit être bien mesurée pour éviter que les deux usinages ne soient pas précisau point de rencontre.Sélectionnez la surface, puis choisissez “Edit→Transform→Resize” et entrez 28 (l’épaisseur de notrepoutre) en “Z New Size”, vérifiez que "Preserve Aspect Ratio" soit sélectionné et choisissez “OK”.


(a) Commande "Resize"

(b) Règlage de "Z New Size"

Figure 61

Le point le plus en haut de la pièce doit avoir des coordonnées en Z de 0.Avec la matrice des transformations, translatez la pièce sur l’axe Z de -14 (la moitié de sa taille en Z).

Figure 62 – Translation de la pièce

Il faut finalement créer les deux trous qui serviront à fixer la pièce pendant le deuxième usinage.Sur le plan XY, créez un cercle de 4 mm de diamètre à l’origine des axes. Créez-en une copie, puistranslatez la première copie de +40 mm sur l’axe Y et la deuxième de −40 mm sur l’axe Y.

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Figure 63 – Les deux cercles de 4 mm dans la bonne position

Créez sur le plan XY, centré en l’origine, un cercle de diamètre 45 mm, il sera utilisé comme limite pourl’usinage surfacique de la pièce (c’est-à-dire que la CNC négligera toutes les formes qui se trouvent endehors de ce cercle).

Figure 64 – Cercle de 45 mm centré en l’origine

La partie dessin est finie, on peut passer à la création des usinages.

10.3.3 Création des usinages avec CamBam

Pour usiner les surfaces, on va créer trois profils. Le premier effectuera une ébauche de la pièce, ledeuxième une finition le long de l’axe X et le troisième une finition le long de l’axe Y.

Sélectionnez la surface à usiner et choisissez "3D Profile".


Figure 65 – Création d’un usinage de type "3D Profile"

Les paramètres à modifier pour cette ébauche sont :Profile 3D Method : Waterline Rough (c’est la méthode de création du parcours d’usinage, Waterline

produit une série de lignes qui font le tour de la pièces à de différents niveaux)Boundary Margin : 3 (la distance de laquelle on augmente la Boundary Shape définie ci-dessous)Boundary Method : Selected Shapes (définit l’aire que la CNC doit usiner autour de la pièce. On

choisit de la contrôler par une forme arbitraire : le cercle de 45 mm)Boundary Shape IDs : 8 (il doit correspondre au numéro qui identifie le cercle de 45 mm ; si ce n’est

pas le cas, entrez le bon numéro, que vous trouvez entre parenthèses à côté de “Circle”)Depth Increment : 5 (la profondeur de chaque passe de l’outil)Stock surface : 0 (la cordonnée sur l’axe Z en dessous de laquelle la CNC va commencer à usiner)Target Depth : -15 (la profondeur finale à laquelle on veut arriver)Cut Feedrate : 1500 (la vitesse d’avancement de l’outil)Milling Direction : Mixed (la direction dans laquelle l’outil suit le parcours choisi. Il peut le faire soit

dans le sens horaire soit dans le sens anti-horaire. Mixed accepte les deux, pour être plus rapide)Spindle Speed : 12000 (la vitesse de rotation de l’outil)Max Crossover Distance : 1 (la distance maximale en pourcentage de diamètre de l’outil de laquelle

la CNC se déplace entre deux passes adjacentes sans se lever)Resolution : 0.1 (la distance entre les lignes que le logiciel utilise pour scanner la pièce)Roughing Clearance : 0.5 (combien de matériau brut laissé sur la pièce après l’ébauche)StepOver : 0.7 (le taux d’usinage de nouveaux matériel entre deux passes adjacentes, en pourcentage

du diamètre de l’outil. Le StepOver de 0.7 fait en sorte que 70% de la surface en dessous de l’outiln’ait pas encore été usinée, tandis que 30% à été usinée pendant la passe précedente)

Step Over Feedrate : Cut Feedrate (le StepOver est calculé par rapport à l’avancement horizontal del’outil)

Tool Diameter : 8Tool Number : 8 (un nombre associé à l’outil de 8 mm pour l’identifier dans Mach3)Finalement, ces paramètres produiront une ébauche très grossière de notre dodécaèdre. La CNC arriveraà la profondeur souhaitée en 3 étapes de profondeur 5 mm.

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Créez une copie de l’usinage d’ébauche et modifiez ces paramètres :Profile 3D Method : HorizontalBoundary Margin : 0Depth Increment : 16Cut Feedrate : 2000Plunge Feedrate : 2000Spindle Speed : 16000Roughing Clearance : 0Step Over : 0.3Tool Diameter : 3.175Tool Number : 3Le parcours est maintenant un aller retour de la pièce dans le sens de l’axe X. Vu qu’une ébauche a déjàété effectuée, on choisit un Depth Increment plus élevé que la Target Depth pour que la CNC aille à laprofondeur désirée en une seule étape.On peut usiner à une vitesse de déplacement plus élevée, car on a moins de matière à enlever. RoughingClearance à 0 et StepOver réduit font en sorte qu’il s’agisse d’une finition.

Créez une copie du premier usinage de finition et modifiez ce paramètre :Profile 3D Method : VerticalTous les autres paramètres restent inchangés, ce qui change est la direction des passes parallèles de l’outilqui seront dans la direction de l’axe Y.

Sélectionnez maintenant les deux cercles de 4 mm et choisissez le profil “Drill”.

Figure 66 – Création d’un usinage de type "Drill"

Modifiez les paramètres suivants :Depth Increment : 1Target Depth : -34Spindle Speed : 16000Tool Diameter : 3.175Tool Number : 3Tout simplement, il s’agit d’un trou de diamètre 4 mm et profondeur 34 mm.

Tout est prêt. Pour vérifier que le parcours que l’outil suivra soit correcte, cliquez sur “Part1” avec latouche droite de la souris et choisissez “Generate Toolpath”.Si tout a été fait correctement, le parcours devrait correspondre avec celui qui suit.


Figure 67 – Toolpath des usinages crées

Dans le même onglet, vous pouvez maintenant choisir “Produce G-Code”. Enregistrez ce fichier, il estl’heure d’usiner !

10.3.4 Première fixation de la pièce

Comme pour tout usinage, en dessous de la pièce doit être fixé le martyr. Non seulement il protège latable de la CNC, mais il sera aussi utile pour fixer notre pièce lors du deuxième usinage.Le martyr devrait être déjà bridé sur la CNC. S’il ne l’est pas, fixez-le.

(a) Bride correctement installée (b) Martyr bridé sur la CNC

Figure 68

Puis, avec deux autres brides, fixez par les extrémités la poutre que l’on va usiner au dessus du martyr.

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Figure 69 – Bridage de la pièce à usiner sur le martyr

10.3.5 Usinage avec Mach3

Allumez la CNC (en dessous du tiroir, touche verte et trois interrupteurs) et lancez Mach3 (choisissez“OK” dans la petite fenêtre qui va s’ouvrir).Mettez vos lunettes de sécurité et, avec Mach3, déplacez la CNC pour que l’écrou de l’outil soit accessible.Enlevez-le, installez le mandrin de 8 mm et remettez-le en place. Insérez dans le mandrin l’outil pourébauche de 8 mm et serrez.

Figure 70 – Fraise de 8 mm correctement installée

En Mach3, cliquez sur Reset (le gros bouton rouge qui clignote). Puis, choisissez “Load G-Code” et ouvrezle fichier que vous venez de créer dans CamBam.Il faut maintenant calibrer la CNC. Le procédé à suivre est identique à celui utilisé pour l’usinage 2.5D.Le zéro des axes est, pour ce dessin, au centre du dodécaèdre. Calibrez donc la CNC pour qu’elle soitaussi centrale que possible sur votre pièce en bois (si nécessaire aidez en marquant au crayon le centreexact de la poutre).Pour ce faire, amenez-la manuellement au point désiré, puis cliquez sur “Zero X” et “Zero Y”


(a) CNC dans la position correcte pour la calibration(b) Calibration sur les axes X et Y avec Mach3

Figure 71

Cliquez sur “Regen Toolpath”, puis, à l’aide de l’interface graphique en haut à droite de Mach3, déplacezla CNC jusqu’aux extrémités de l’usinage qu’elle va effectuer, pour vérifier qu’elle ne tape pas les bridesdurant l’usinage.

Figure 72 – Interface graphique et touche "Regen. Toolpath"

Calibrez maintenant l’axe Z, avec le capteur pour l’ ”Autotool Zero”. Faites-le sur la pièce à usiner, etpas sur le martyr. . .

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Figure 73 – Capteur pour la calibration en Z correctement placé

Tout est prêt, amenez l’outil aussi près du point zéro que possible, puis cliquez sur Start. La CNC vas’arrêter pour vous demander de vérifier que l’outil de 8 mm soit en place. C’est bien le cas : cliquez surStart à nouveau (et soyez prêt à tout arrêter en cas de problème).

Figure 74 – Section "Tool" de Mach3, outil 8 sélectionné

Après avoir complété l’ébauche, la CNC va s’arrêter pour vous demander d’installer l’outil de 3.175 mm(ces arrêts sont gérés par le “Tool Number” qu’on a choisi dans CamBam).Dévissez l’écrou, installez le mandrin de 1/8, vissez l’écrou, insérez l’outil à 2 dents de 3.175 mm.Attention ! Au moins 35 mm de l’outil doivent sortir du mandrin pour percer les deux trous de fixationsans bloquer la CNC. Serrez.


(a) Fraise et mandrin à utiliser (b) Fraise de 3.175 mm correctement installée

Figure 75

Pendant cette opération, vous devrez sans doute déplacer la CNC : pas de souci, elle ne perd pas lacalibration (sauf si vous la faites taper contre la butée, donc attention !).Une fois l’outil changé, nettoyez la pièce avec l’aspirateur et refaites la calibration en Z, avec la fonction“Autotool Zero”.

Figure 76 – Capteur pour la calibration en Z correctement placé

Avant de redémarrer, amenez la CNC manuellement aussi près du point zéro que possible, pour éviterque, dans un mouvement automatique, elle tape sur les brides.Touchez “Start” et regardez la CNC polir votre dodécaèdre.

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Figure 77 – Dodécaèdre après le premier usinage

Quand le G-Code arrive au bout, déplacez la CNC (toujours sans perdre la calibration, qui est nécessairepour la deuxième partie) et enlevez la pièce (sans enlever le martyr).

10.3.6 Deuxième fixation de la pièce

Facultativement, vous pouvez aller à la perceuse à colonne et agrandir les deux trous de fixation avecune mèche de 6 mm. Cette opération permettra de bien serrer la pièce sur le martyr, mais soyez sûr debien centrer les trous lorsque vous les agrandissez.

Figure 78 – Trous agrandis à 6 mm avec la perceuse à colonne

Revenez à la CNC et fixez la pièce (avec la partie à usiner en haut) sur le martyr. Pour ce faire, utilisezdeux vis à bois de 5x35 (il y en a 4 dans le tiroir en dessous de la CNC), que vous allez serrer dans lestrous que vous venez de créer sur le martyr. Ces vis assurent que la pièce soit dans la bonne positionpour terminer son usinage.Brider la pièce n’est plus nécessaire.


(a) Vis à utiliser pour la fixation de la pièce (b) Pièce correctement vissée sur le martyr

Figure 79

10.3.7 Modification du G-code dans CamBam

Allez dans CamBam, il faut modifier le G-Code : les deux trous doivent être enlevés.Sélectionnez l’usinage des deux troux, cliquez avec la touche de droite et choisissez “Enable/DisableMOP”.

Figure 80 – Suppression du perçage dans CamBam

Sélectionnez maintenant “Part1” et puis “Generate G-Code”. Enregistrez ce nouveau code.

10.3.8 Deuxième usinage avec Mach3

Ouvrez le nouveau code dans Mach3 avec la commande “Load G-Code”. Le code répétera exactementtoutes les opérations exécutées avant, sauf le perçage final.Installez l’outil de 8 mm, et refaites la calibration sur l’axe Z (fonction “Auto Tool Zero”).

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Figure 81 – Nouvelle calibration en Z

Amenez la CNC près du point zéro et cliquez sur “Start” (cliquez une deuxième fois quand elle s’arrêtetout de suite, vous avez déjà installe le bon outil).Comme avant, quand la CNC aura complété l’ébauche, aspirez les copeaux, installez l’outil de 3, 175 mm,calibrez sur Z (à côté d’une des vis, au centre il n’y a pas assez de place), amenez la CNC près du pointzéro et cliquez “Start” à nouveau.

Figure 82 – Calibration en Z pour l’outil de 3.175 mm

Quand le code sera complété, vous pouvez éteindre la CNC, l’ordinateur et tout bien nettoyer à l’aspi-rateur.

Dévissez et enlevez la pièce du martyr. Avec une pince, cassez les jonctions de support.Polissez les surfaces des jonctions avec du papier de verre. Votre dodécaèdre est terminé !


Figure 83 – Dodécaèdre complet

10.4 Tableau pour les usinagesNous vous proposons ici des paramètres d’usinage en fonction des matériaux à usiner. Après avoir acquisde l’expérience, vous serez capable d’adapter ces paramètres à vos contraintes d’usinage.Nous vous rendons attentif que la vitesse de rotation de l’outil multipliée par le rayon de l’outil vousdonne la vitesse tangentielle de ce dernier. C’est cette vitesse qui sera déterminante. Par exemple, avecune mèche de 3 mm et une vitesse de rotation de 12′000 tr/min :

vtangentielle = 1.5 · 200 = 300 mm/s

Si vous utilisez une mèche de 4 mm pour faire le même usinage, on peut calculer la vitesse de rotation :

vrotation =vtangentielle

rayon outil = 3002 = 150 tr/sec

Nous voyons que la vitesse de rotation a diminué pour atteindre 9′000 tr/min. Nous en déduisions doncqu’il faut toujours diminuer la vitesse de rotation lorsque le diamètre de l’outil augmente.Ci-dessous, nous vous proposons un tableau basé sur une mèche de 2 mm.

Matériau Bois/MDF Plastique/PVC PET Aluminium DibondSpindle Speed [tr/min] 10’-12’000 8’000 8’000 6’000 8’000Depth Increment [mm] 1 1 1 0.3 1Cut Feedrate [mm/s] 1’000 1’000 1’000 400 800Max Crossover [-] 0.8 0.8 0.8 0.5 0.5

11 RESSOURCES EN LIGNE 59

11 Ressources en ligne

11.1 Usinage classiquewww.usinages.com

11.2 CNCwww.cnczone.com

11.3 Documentation CamBamwww.cambam.info/

www.usinages.com

www.cnczone.com

www.cambam.info/

12 INVENTAIRE 61

12 InventairePièces Quantité No de référence

Scies à onglet ULMIA 17.190/352 longueur de lame550 mm

2 14.1560.0100

Lames de scie ULMIA longueur de lame 550 mm 10 14.1562.0100

Lames de scie ULMIA longueur de lame 550 mm 10 14.1564.0100

Perceuse d’établi 0.35 kW ALDURO BM-11 1 24.6810.0110

Etaux de machine ALDURO largeur des mâchoires100 mm

1 12.6153.0100

Jeux de mèches TIVOLY 180 de 1.0 mm jusqu’à10 mm

3 10.2300.0350

Jeux de mèches à tourbillons HSS-G FAMAG 1596 3 10.2513.0200

Perceuse-visseuse à accu 14.4V Li-Ion 1.5 AhBOSCH GSR 14, 4-2-LI 1 24.1010.3840

Souffleuse à air chaud 2000 W STEINEL HL 1910E Set 1 21.1250.0220

Outils multifonctionels BOSCH GRO 10.8 V -LI 1 24.5740.2849

Assortiment d’outils CONDOR nombre de pièces202 1 24.5755.0100

Assortiments de tarauds et de filières HSSKRAFTWERK 3240MOD 3 11.1050.3240

Graisses ZINKOL 28 g 3 25.3440.0100

Chariot d’atelier 980 mmx685 mmx470 mmTECHNOCRAFT 1 22.4261.0100

Poste de soudage 60 W ERSA ANALOG 60 2 21.1700.0100

Panne ERSA DUR 832 SDLF/SB pointue, rallongé 4 21.1725.0500

Fils à souder BEROGEN diamètre 1 mm 0.5 kgSn/Pb % 40/60 2 21.2110.0010

Multimètre digital WEIDMÜLLER 125 S 2 17.2472.0100

Lunettes de protection incolore optidur NCH 30 18.1731.0100

Panneau d’obligation sur feuilles autocol. lunettesde 10 49.2651.0110

Tablier de travail 75 cmx110 cm FOLIO 15550 30 18.8482.0100

Pistolet à colle fusible 280− 380 W RAPID EG 330 1 21.1043.0110

Bâtonnets de colle ronde RAPID diamètre12 mmx190 mm

10 21.1052.0101

Pistolet à agrafer MARKWELL L 3 1 16.4200.0100

Agrafes pour pistolet à agrafer MARKWELL6.4 mm

1 16.4205.0064

Agrafes pour pistolet à agrafer MARKWELL 8 mm 1 16.4205.0080

Agrafes pour pistolet à agrafer MARKWELL11 mm

1 16.4205.0110

Agrafes pour pistolet à agrafer MARKWELL14.3 mm

1 16.4205.0143


Pièces Quantité No de référence

Aspirateur eau et poussière 1600 W KÄRCHERWD 5.200M 2 25.8205.0200

Sacs filtrants papier 5 pièces KÄRCHER6.904-257.0 2 25.8374.0200

Filtres pour cendres fin KÄRCHER 2.863-161.0 1 25.8376.0500

Brosse d’établi ERZINGER 1565 5 25.6502.0200

Ramassoire bleu 260 mm 1 25.6524.0100

Eponge métallique ovale 100 g 10 25.5580.0100

Eponge Frina 180 mmx12 5mmx65 mm 20 25.5560.0180

Etoupe 1 kg DELTA Deltafil A DZ4108.200 3 25.5450.0001

Coton et mélange de tissus DELTA Deltanet, paqu.À 5 kg

1 25.5515.0100

Tricot DELTA Deltanet 1 25.5515.0110

Balance digitale PESOLA 3000 g 1 13.64.30.0100

Balance digitale PESOLA 3000 g 1 13.6412.0100

Colles ARALDIT Standard 2x12ml 10 81.1583.0024

Colle ARALDITE tube flüssig 3 g 50678-00000 10 81.1626.0100

Jeux d’outils de mesurage VOGEL Pied à coulisse,Micromètre, Réglette 3 13.1580.0100

Mètre à rouleau STANLEY Powerlock, longueur3 m

3 13.3280.0030

Pied à coulisse de profondeur VOGEL plage demesure 150 mm, mm/inch

3 13.1520.0100

Bande à crépi TESA tesakrepp 50 mm60100-00001-00 10 81.7342.4550

Pistolet de gonflage pneumatique avec prise à levier0− 10 bar

1 23.4160.0100

Kit de gonflage pour pistolet de gonflage 1 23.4164.0100

Gaines thermorétractables diamètre 6.4 mmx1 mCIMCO 5 17.2092.0200

Graisses universelles haute pression MOTOREX3000, 0.85 kg

3 25.3632.0850

Serre-joint 65 mmx60 mm 10 12.7090.06506

Scie à découper EXCALIBUR EX-16CEBS 1 24.7333.0110

Lames de scie à découper JET 130x0.92x0.3 dentspar cm 7.5 5 24.7302.2257


Lames de scie à découper JET 130x1.25x0.38 dentspar cm 6 5 24.7302.2259




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