Découpeuse Laser CO2

Une découpeuse laser avec une zone de travail de 900mmx400mm. Les dimensions globales de la découpeuse Laser sont de W1800mmxL900mmxH500mm. Ce post traitera de la modélisation à l’utilisation de celle-ci en passant par la création.
Sommaire
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I- Modélisation - Modélisation sur Fusion360
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II- Composants - La liste des composants et leur source
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III- Construction - Les étapes de construction et les outils nécessaires
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IV- Utilisation - Utilisation de la machine depuis un navigateur
I- Modélisation
Toute la modélisation s’est réalisée sur le logiciel Fusion360. Tous les fichiers sont disponible sur le github.
Le projet est réparti en plusieurs sous-parties qui chacune présentent un élément de la découpeuse laser: squelette de la zone de travail, Squelette Bed, Squelette Enclosure, Chassis, Porte, …
I.1.- Squelette Zone de travail
Pour obtenir une zone de travail avec un minimum de jeu tout en étant démontable j’ai opté sur des vis traversants le profilé et qu’on visse sur le trou d’un autre. Ainsi nous obtenons un squelette qui se tient avec peu de jeux qui permettra d’obtenir une découpe précise et rapide. L’inconvénient de cette méthode est qu’on doit créer nous-même le filetage à l’intérieur des profilés.
J’ai commencé par créer la base avec la technique définie au-dessus. Ensuite j’ai rajouté les 4 colonnes qui serviront de support pour le dessus. Le cadre du dessus est équivalent au premier créé.
Après avoir créé le gros de notre squelette, nous devons créer les éléments de support du tube laser et des mirroirs. Il faut absolument que les 3 mirroirs soient tous alignés pour que le faisceau se propage correctement. Tout en passant à créer les supports des moteurs pas à pas, des tendeurs de courroies et des attaches-courroies qui seront fixées sur les chariots des guides linéaires.
Après avoir créé toutes ces parties j’ai fini la partie squelette Zone de travail, maintenant je dois travailler sur le Bed qui agit sur l’axe Z de la machine.
I.2.- Squelette Bed
Le squelette Bed consiste à créer un plateau qui permettra de supporter les éléments qui seront en train d’être découpé. J’ai commencé par réaliser un cadre avec profilés, ce cadre permettra de soutenir une plaque d’acier de 0.3mm d’épaisseur qu’on fixera dessus.
Ensuite j’ai modélisé la pièce 3D qui permettra de soutenir les moteurs qui entraineront chacun deux vis sans fin à l’aide d’une courroie. Il ne faut pas oublier dans la réalisation de cette pièce que notre moteur ne doit pas sauter de pas à cause d’une courroie pas assez tendue ou pas suffisament collée à la poulie. J’ai obtenu un résultat très satisfaisant qui répond à tous ces critères en plus de prendre que très peu de places et de ne pas gêner la descente du lit.
Après il me restait à dessiner les pièces qui seront en lien avec axes linéaires pour l’axe Z, ceux qui soutiendront le lit. Ca se traduit par deux pièces. La première qui sera fixée en haut en bas pour soutenir et tenir en place les axes. Elles seront accrochées à l’aide T-Nuts dans les rainures du profilé et de vis M3 aux profilés aluminium. Puis la seconde qui sera celle qui bougera et qui réalisera la liason entre le bed et la vis sans fin.
I.3.- Squelette enclosure
Le squelette enclosure se calque un peu sur le modèle du squelette de la Zone de travail. J’ai réalisé une base qui sera identique en bas qu’au dessus. La version V1 de ma découpeuse Laser avait le problème du parallépipède, c’est à dire qu’elle pouvait se tordre car les angles possédaient trop de jeu. Grâce à la technique des vis et trous filetés, ce jeu et problème ont disparu.
II- Composants
Photo | Composant | Rôle | Exemple de Lien |
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MB6HC de Duet3D | Carte mère | Duet3D MB6HC |
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40W laser tube CO2 Cloudray | Tube Laser CO2 | Cloudray |
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40W Power Supply CO2 Cloudray | Alimentation du Laser | Cloudray |
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Laser Head Set K Series Cloudray | Triple mirroirs pour diriger le rayon laser | Cloudray |
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Slimline Motor E3D | Moteur pas à pas NEMA17 pour l’axe X | E3D |
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Compact but Powerful Motor E3D | 2xMoteurs pas à pas NEMA17 pour l’axe Y | E3D |
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Supper Whopper Motor E3D | 2xMoteur pas à pas NEMA17 pour l’axe Z | E3D |
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Poulies 20 dents Moteur pas à pas | Poulie qui entraine la courroie pour tous les déplacements | Amazon |
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Courroies GT2 close and open-loop | Courroie qui transmet les mouvements des moteurs aux axes, dimension on Construction part | Amazon |
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MGNH12 | 2xRails Linéaire pour l’axe Y et 1xRail Linéaire pour l’axe X | Aliexpress |
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Prise RJ45 montage sur panneau | Prise qui permet de relier la carte mère en dehors du caisson | Amazon |
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Câble Ethernet 50 mètres | Câble ethernet qui fera office de câble pour les moteurs, capteurs et ventilateurs | Amazon |
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Câble Monophasé 220V | Câble pour l’électronique de puissance et 220V | Castorama |
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Profilé Aluminium | Element de base de la structure de la découpeuse laser - Taille précisée dans la partie Construction | Motedis |
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Rod 8mm Linear Shaft | Rod qui permet de maintenir l’axe Z du plateau droit | Amazon |
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Ball Bearing LMU8 | Roulement qui se fixe sur le Rod 8mm | Amazon |
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Vis sans fin 8mm | Vis qui permet le mouvement du plateau sur l’axe Z | Amazon |
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Vis M5 20mm | 50xVis M5 pour souder les profilés ensemble | Amazon |
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T-Nut M3 | 200xT-Nut M3 pour fixer les éléments aux profilés | Motedis |
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Vis M3 | 200xVis M3 5mm | Amazon |
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Plaque d’acier 0.3mm | Plaque d’acier pour l’enclosure - Taille précisée dans la partie construction | NoLink |
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Plaque d’OSB 14mm | Plaque d’OSB pour la base du chariot - Taille précisée dans la partie construction | Castorama |
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Capteur fin de course | 5x Capteurs qui permettent de détecter la fin de course d’un axe | Amazon |
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Alimentation 12V et 24V | Alimentation: 12V -> ventilateurs, 24V -> carte-mère, moteurs pas à pas | Amazon |
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Ventilateur 120mm | Refroidissement water-cooling | Amazon |
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Tuyau 8mm inside, 10mm outside | Tuyau pour le Water-Cooling | Amazon |
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Pompe 12W | Pompe du Water-Cooling | Amazon |
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Radiateur water-cooling | Radiateur ou on installe les ventilateurs pour refroidir le système de Water-Cooling | Amazon |
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Plaque acrylique 3mm pour le réservoir et la vitre | Plaque d’acrylique pour créer le réservoir aux dimensions souhaitées et la vitre de protection | Amazon |
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Collier Colsons | 100xColliers Colsons | Amazon |
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Impressions 3D | Charnières, maintien Vitre, maintien cable | NoLink |