Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave

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Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - Kaoslave - 26-08-2017

Voilà, j'ouvre ce sujet pour partager avec vous mes expérimentations dans l'utilisation des machines à commandes numériques (CNC) dans le modélisme. Ce sujet aura une longue durée de vie (mais une évolution lente). J'éditerai régulièrement ce premier message pour tenir à jour la liste du matériel utilisé.

Plantons un peu le décors :
Je frôle la quarantaine, j'ai une famille, je suis biologiste de formation et enseignant (en école publique) de profession. J'ai commencé la maquettisme dans l'enfance, le wargame à l'adolescence, rangé le tout à la fin de mes études universitaires (non sans continuer à accumuler les boîtes de figurines en me disant que je m'y remettrais bien un jour), ne conservant alors que le JDR (et le GN) comme principal hobby. J'ai recommencé à peindre et à jouer aux wargames, il y a environ 3 ans. L'étiquette geek me colle donc à la peau.

Dans mes jeunes années, j'ai donc expérimenté tout plein de technique de modéliste, monter (et mouler) des tas de figurines/maquettes et des décors. Lorsque j'ai ressorti tout se matériel à ma reprise... peu de chose avait survécu... si ce n'est ces bonnes vieilles figurines plastiques. Du coup, lorsque j'ai regardé pour me remonter des décors, je me suis dit "au revoir carton-plume et cure-dents" et "bonjour les kits plastiques" (et là ça été le choc... les prix avaient flambés).

L'imprimante 3D a été la première CNC à arriver, il y a 2 ans. C'est une Ultimaker 2 (convertie en 2+ depuis), qui tourne pratiquement en permanence depuis son arrivée. Elle fait ce que je veux : elle "assemble" à ma place, et c'est du plastique. Depuis, d'autres machines ont rejoint le "makerspace familial" (oui parce que mon épouse est autant geek que moi, et en réalité c'est elle qui a commencé avec sa brodeuse).

Les machines acquises, il ne me manquait que la connaissance pour réaliser moi-même mes modèles numériques... c'est pourquoi je me suis associé à un collègue (d'art) pour monter un cours (à option) "CFAO" (conception et fabrication assistée par ordinateur), histoire de me forcer à franchir le dernier pas.

En résumé : je suis un geek (et bricoleur) autodidacte, convaincu de l'importance de la transmission du savoir, qui a pas mal de machines à sa disposition mais n'est pas un pro de la CAO. Et surtout, je ne vend rien.

Les Ouvrières : (dernière MAJ : 17/12/2017)
Imprimantes 3D :

Ultimaker 2+ (c'est une perle)
M3D Pro (je l'ai reçu avec 5 mois de retard... mais vraiment passez votre chemin, elle n'en vaut pas la peine, dommage)

Fraiseuses CNC :

Mill One avec rooter Makita légèrement customisée (j'ai changé le moteur Z et ajouté quelques élastiques)

Plotters :

Silhouette Portrait (et mon épouse à une Cameo3)

[*]

Laser-Cutters :

A ma "disposition" pour des essais (c'est celle de l'université), une Trotec Speedy 100
Et une Trotec Speedy 300 (toujours à l'uni, mais un peu plus loin de chez moi)

[*]

Comme ce premier post peut évoluer en fonction des machines à ma disposition, je double-post direct pour égayer avec quelques photos.

Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - Kaoslave - 26-08-2017

Voilà quelques réalisations obtenues avec mon Ultimaker 2+ :

Un arbre (avant flocage) : Le fichier STL vient d'ici : http://www.thingiverse.com/thing:94872 [Image: Champ1.JPG]

Un cottage (désolé pour la surexposition, je fais de meilleures photos maintenant) : Le fichier est payant et vient de PrintableScenary
[Image: Cottage1Low.JPG]

Un système de donjon modulaire : les fichiers viennent de différents endroits alors je ne liste pas tout.
[Image: DS-test6.JPG]

Des statues : les fichiers viennent de différents endroits alors je ne liste pas tout.
[Image: StFace.JPG]

Et le dernier peint, une entrée de camp fortifié : le fichier STL est ici : https://www.thingiverse.com/thing:1755072
[Image: GateLow.JPG]

Pour une liste plus complète (et les liens de tous les fichiers) : faut voir mon sujet sur le warfo.

Je n'ai pas encore d'autres trucs de modélisme fabriqués avec les autres machines, mais la rentrée étant après-demain, ça ne vas pas trop tarder.

Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - Skyrraahh - 26-08-2017

Je vais suivre tout ça, belle collection de machines en tout cas.

Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - naash - 26-08-2017

Idem !

Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - Kaoslave - 02-09-2017

Merci. Et bien voilà la première expérimentation avec la fraiseuse. Malheureusement je n'ai pas pu aller jusqu'au bout car j'ai été interrompu par la pluie. Et oui, pour l'instant la machine n'a pas de place a elle et comme elle fait beaucoup de bruit (et de poussière), je la mets dehors pour l'utiliser.

Le but était d'expérimenter Inkscape et son module intégré "Programmation de commandes numériques".

Ces derniers jours, j'ai donc réalisé un "dallage" sous Inkscape à base de 2 chemins (pathways) de courbes de Bézier. L'un pour séparer les dalles (sillon profond) et l'autre pour faire un léger relief sur les dalles (afin de ne pas avoir des dalles toutes plates). Le dallage fait environ 14x14cm.

Comme il ne devait pas pleuvoir trop tôt, j'ai donc sorti la fraiseuse et testé les fichiers (un pour chaque pathway, car je change de fraise entre les 2). J'ajuste la hauteur, et c'est parti pour le relief léger (fait avec une tête ronde de 3mm de diamètre mais creusant sur moins d'1mm de profondeur) sur un chute de dalles de parquet clipsable (c'est similaire au MDF).
[Image: dallageWIF1.jpg]

Tout se passe à merveille et 17min plus tard, j'ai mon premier relief.

Je change la fraise pour une pointe en V et c'est partit pour le second pathway... bon y'a un truc qui n'est pas juste, c'est pas tout à fait le bon (j'ai visiblement mal cliqué ma sélection lors de l'export, ça m'apprendra à ne pas visualiser avant) mais ce n'est pas grave, ce n'est qu'un test pour apprécier les dimensions et les profondeurs des fraises. Mais je n'ai même pas le temps de reprendre une photo que la pluie arrive. Je range le tout en catastrophe - fin du test. J'attendrai la prochaine éclaircie pour terminer ce test.

Mais en attendant ça me suffit. C'est bien ce que je pensais, ce sera parfait pour des bâtiments modernes et SF (parce que s'il y a trop de relief comme pour les murs médiévaux, ça va prendre aussi longtemps que l'imprimante). C'est clairement moins rapide que la laser (bon très nettement moins cher aussi), mais on a pratiquement de la 3D (2,5D), les reliefs seront donc meilleurs.

Comme je comptais me remettre à la SF, ça fera d'excellents décors pour DeadZone. Les prochains dessins seront donc pour des containers et autres bâtiments préfabriqués mais surtout des marqueurs (et autres pions)

Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - Moskito - 02-09-2017

Le relief est moins marqué au laser, nan ?

Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - Kaoslave - 02-09-2017

Le relief est "quasi inexistant" au laser. Il y a bien moyen de graver (comprendre brûler sur une faible épaisseur), mais c'est pas pareil qu'avec la fraiseuse. Cette dernière va enlever la matière en la fraisant, elle peut donc être réglée précisément indépendamment du matériau (faut juste adapter la vitesse de rotation de la fraise et dans certains cas, la vitesse de déplacement de la fraiseuse). En fait, elle accepte des objets en 2D (il faut alors lui spécifier l'axe Z pour chacun de ces objets 2D) ou des objets 3D (la fraise se déplacera selon les 3 axes et fera un balayage de toute la surface pour retranscrire l'objet). En fonction des forme de fraises, on peut avoir des reliefs différents avec le même "modèle". Le problème, c'est généralement pour avoir des angles droits bien nets, car la fraise est rond et laisse donc toujours un arrondi.

Pour la laser, faut adapter tous les réglages aux matériaux, du coup pour simplifier, généralement on se contente de 2-3 réglages : gravure (le laser fait des pointillés pour retranscrire des nuances de noir/blanc) et 1-2 réglages de découpe (peu profonde pour une gravure nette et très profonde pour une découpe). Tous les objets sont alors en 2D, mais on peut généralement utiliser des bitmap (pour la gravure), ce qui n'est pas possible avec la fraiseuse. La découpe est par contre très fine, mais pas toujours nette (tout dépend si on a brûlé le matériau ou pas). La gravure, ça dépend beaucoup de l'homogénéité du matériau (faut oublier sur du bois "non-recomposé" à cause des veines et des nœuds).

Ces 2 technologies sont donc bien différentes. Selon ce qu'on veut faire (et avec quel matériau), le temps consacré, mais surtout l'accès à la machine (en particulier pour la laser qui est très très chère), on choisira l'une ou l'autre de ces technos.

Si tu veux plus de précisions, je peux en donner.

Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - Kaoslave - 08-09-2017

Bien voici la suite. Donc ce week-end j'ai pu repasser la seconde découpe du pavage histoire d'avoir une bonne idée de la durée.
[Image: dallageWIF2.jpg]

Donc le second pathway est plus long que le précédent (env. 40 min). Je n'ai pas fait de photo finale, mais ce n'était pas extraordinaire (mon design hein... la découpe est parfaite).

Aujourd'hui, pour continuer mes tests de CAM, j'ai récupéré vite fait un fichier 3D (un container SF), paramétré rapidement un outil sous Kiri:Moto, et hop j'attrape un bout de contreplaqué de 12mm et c'est parti.
[Image: CNC-test2-1.jpg]

Bon j'ai dû interrompre avant la fin (après 35min sur env. 50), mais c'était un test, encore une fois. Conclusion : le contreplaqué ça se découpe facile, mais le rendu est moyen (le bois se fend et casse dans le sens de la fibre). J'aime bien par contre le rendu de la fraise à bout rond, mais je ne sais pas si je vais faire les finitions en X et Y ou juste l'un des deux (comme la partie gauche de la photos) voir aucune (partie droite). Bon, pour finir les tests, faut que je me trouve un bout d'acrylique et un autre de PVC et après je pourrai faire mes propres designs.
[Image: CNC-test2-4.jpg]

Et pour finir, ma progression sur le château que j'imprime pour mon fils. C'est le système Rampage de chez PrintableScenary, que j'adore (même si je n'en ferai pas des décors pour mes tables... le côté modulaire a ses avantages et ses défauts). L'imprimante tourne 24h sur 24 depuis un mois, il faut environ 22h pour faire 3 murs. J'ai le double de pièces qui attendent encore que j'enlève les quelques supports (dans le système d'accroche).
[Image: GrosChateau4.jpg]

Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - naash - 08-09-2017

Excellent ce château...

merci pour ces retours d'expérience.

Les CNC dans le modélisme - Les expérimentations de Kaoslave - Kaoslave - 16-09-2017

Le château avance et les tests sont désormais terminés.

Une petite photo du chateau pour la forme (mais juste une).
[Image: GrosChateau8.jpg]

Et on détaille maintenant cette journée de test.

Donc il me restait à tester le PVC et l'acrylique et voir si elle s'arrêtait pour le changement d'outils entre le différente phase d'un truc 3D.

Premier test : un relief de sol style vaisseau spatial (c'est juste des traits avec une fraise conique). Je voulais faire cela mais en petit.
https://www.youtube.com/embed/HjGnXDbdtio?feature=oembed

Donc après un design rapide sous Inkscape, j'exporte et je lance la fraiseuse. Les traits parallèles sont espacés d'un mm pour tester la précision. Comme le PVC est tendre, on peut monter un peu le feedrate et diminuer la vitesse de rotation de la fraiseuse (et donc s'épargner les oreilles).
[Image: CNC-test3-1.jpg]

Bon, cette plaque de PVC (mousse ?) est beaucoup trop tendre et à force de repasser ça arrache tout... le motif est dégueux à cette échelle. J'agrandis donc x2,5 et on reprend :
[Image: CNC-test3-2.jpg]

Cette fois ça résiste, mais la coupe est imparfaite et laisse les copeaux dans les sillons. Ca part facile avec un coup de poinçon, mais ça fait du boulot pour rien.

Conclusion : la précision de la fraise est top... je vais pouvoir graver des motifs sur des boucliers, mais cette plaque de PVC c'est vraiment de la daube (on arrive à la marquer avec son ongle), je ne sais pas ce que j'en ferai (peut être des socles).

On passe au test sur l'acrylique... la dureté est au rendez-vous, mais du coup ça chauffe et ça fond. Résultat, juste après le passage de la fraise, c'est à nouveau lisse... pour la "gravure" on repassera, mais ça marque le trait. Faut que je change le procéder pour éliminer les copeaux de la fraise (voir de fraise... la conique ça maintient la matière fondue en place).
[Image: CNC-test3-3.jpg]

On change de motif, puisque je veux faire des marqueurs. J'attrape rapidement un motif sur le net, le vectorise en auto sur Inkscape et direct sur le PVC. Avec la fraise conique c'est précis, mais la découpe n'est super... faut repasser au poinçon pour éliminer les copeaux.
[Image: CNC-test3-4.jpg]

A gauche c'est nettoyé, à droite c'est brut de fraisage :
[Image: CNC-test3-5.jpg]

On change de fraise avec une pointe ronde pour voir si l'élimination des copeaux est meilleure.
Résultat, ça dépend un peu de la profondeur de gravure. Si c'est léger ça va, sinon c'est toujours galère.

Bref, le motif va vite est sympa et peut donc être testé sur d'autres matériaux (car on a compris, ce PVC c'est de la m**).

Je l'ai testé sur l'acrylique, mais après 2-3 ratés à cause de la dureté, il ne me restait pas d'espace vierge, du coup, le motif s'est très bien gravé, mais la photo ne donnait rien car on voyait le motif du dessous. L'acrylique pour moi c'est surtout pour faire des barrières énergétiques, mais si vous avez d'autres propositions d'utilisation, n'hésitez pas. Conclusion de l'acrylique : c'est difficile à bien régler pour un rendu nickel.

Je repasse donc au bois (parce que pour des marqueurs, ça va le faire) :
[Image: CNC-test3-7.jpg]

Et le résultat :
[Image: CNC-test3-8.jpg]

Bon il me restait un test à faire... le "changement d'outils" entre les différentes phases (dégrossissement et finissage). Je lance donc un blason sous Kiri:Moto et programme 2 fraises différentes. La plupart des machines s'arrêtent entre les 2 phases pour permettre le changement d'outil :
[Image: CNC-test3-9.jpg]

Premier test, le motif est tellement grand que j'en ai pour des heures avant le changement d'outil. Et comme j'ai pas vérifié la taille de mon contreplaqué, ça transperce trop profond... j'interromps le test.

Je recommence avec le même blason moitié plus petit :
[Image: CNC-test3-10.jpg]

Ahh bah non, elle ne s'est pas arrêté pour me laisser changer de fraise. Bon... va falloir que je creuse pour savoir si je change de DNC ou si je prévois simplement les 2 étapes sur 2 fichiers séparés.

Fin des tests.

La prochaine fois, on passe sur de la prod. N'hésitez pas à m'indiquer par ce que vous voulez que je commence. Dans ce que je compte faire :
- des marqueurs
- des dés personnalisés
- des sols texturés (dalles) pour des socles.