TinyCut/fr

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TinyCut

Release status: concept

Tinycut.jpg
Description
Découpe Laser Transportable
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CAD Models
none
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none

Au sein du GsiLab FabLab de L'ENSGSI, nous souhaitons développer une découpe laser transportable. Nous l'avons nommée Tiny_Cut. Notre travail est basé sur la FoldaRap2 car nous travaillons avec M.Gilloz. Notre projet cherche donc à transformer cette imprimante 3D en découpe laser portable.


Challenge

Nous cherchons à développer notre machine le plus rapidement possible, en faisant correspondre notre démarche de conception avec les objectifs pédagogiques de notre cours de CAO. Pour cela nous développons notre Tiny Cut à partir d'éléments pré-existants pour découpe laser. Nous chercherons aussi à réutiliser le plus largement possible d'autres projets open-source; particulièrement celui de M.Gilloz avec qui nous travaillons. Notre challenge consiste donc à intégrer l'ensemble de ces éléments d'une grande découpe laser dans une structure portable de taille réduite 30cm*30cm. Nous disposons d'un peu moins de 3 mois pour développer ce projet.


Etudes amont / Analyse de l’existant / Opportunités

La découpe laser est une des machines les plus prisées des FabLabs pour plusieurs raisons :

  • Utilisation aisée
  • Plans de découpe faciles à produire
  • Possibilité de créer des volumes (3D) à partir de découpes 2D
  • Et encore bien d'autres en fonction de l'utilisation

Elle intéresse particulièrement les architectes qui ont besoin d'une machine abordable qu'ils pourraient utiliser en permanence. La découpeuse du laboratoire leur est bien utile puisqu'elle permet à ces architectes de réaliser leurs maquettes facilement et proprement. Cette découpeuse pourrait donc repondre à un besoin réel et grandissant.

Ils sont tout de même près à investir une certaine somme dans la mesure où la découpeuse laser peut leur faire économiser un temps précieux. Le temps de réalisation d'une maquette à la main approche une cinquantaine d'heures(découpe du carton avec une précision qui doit approcher celle de la découpe au laser). Avec la découpeuse laser, cela prend trois à quatre heures...

Actuellement, il est possible d'acquérir une découpeuse laser petit format avec 600€


Le problème est qu'elle est beaucoup trop grosse : environ 100x70cm minimum pour les plus petite. De plus la zone découpe est ridicule. Notre découpeuse serait largement plus petite 30x30cm mais serait transportable. L'intérêt d'une telle machine est que l'on peut la poser SUR la matière, ce qui induit que nous n'avons plus de problèmes de dimensions (plus besoin de faire rentrer la matière dans la machine), les objets à traiter peuvent être de taille illimitée !

Il exsiste des projets Do It Yourself Laser et de découpe laser libre d'accès. Le principe est d'en faire une à bas coût (éléments Do It Yourself préconcus), via des projets open source croisants laser et reprap.

Le principal problème de toutes les découpes laser est qu'elles ne sont pas autonomes. Il faut toujours ajouter une machine de filtration annexe qui est coûteuse et très encombrante.

Nous devons donc nous démarquer avec cette découpeuse sur plusieurs points : prix, taille (plus compacte), filtration...


Objectif

Critères que doit remplir notre découpe laser

1.

  • Véritable découpe laser avec tube CO2
  • Capacité de gravure et de découpe
  • Mobile
  • De taille réduite
  • Avec la plus grand surface de découpe possible

2.

  • Modulaire
  • Montage facile (Avec peu d'outils)
  • Structure légère mais protectrice
  • Respectant toutes les règles de sécurité

3.

  • A un prix raisonnable proche des découpes laser chinoises les moins chères.


Notre idée pour répondre à ces contraintes

1.

  • Tube Laser CO2 4w 250mm
  • Structure 30cm*30cm*20cm
  • On place la machine sur la matière, ce n'est pas la matière qui rentre dans la petite.


2.

  • Se baser sur la FoldaRap2 (pièce imprimée au montage facile).
  • Utiliser des profilés Alu standards à base carrée 20*20mm de longueur de 20cm ou 30cm.

3.

  • Utiliser les mêmes éléments pré-conçus que dans les machines chinoises
  • Profilé Alu Standard
  • Imprimer le maximum de pièces


Spécifications

Généralités

  • Printed Parts: 20-21
  • Non-Printed Parts: Laser tube, Power laser, optical part, laser water cooling, air boost,
  • Cost: 700-800€
  • Cutting Size: entre 300mm (ou 200mm) * 300mm (ou 200mm)
  • Resolution : a voir ?? mm and ?? mm
  • Speed: ?? mm/s
  • Filtration intégrée. Filtre Efficacité H13 (filtre 99.95% des particules > 0.3 microns)

Laser

  • Tube Laser à gaz CO2
  • Laser issu du domaine médical
  • Puissance 4W
  • Alimentation par création d'un arc électrique de 5000V dans du Co2.

Filtration

Reprise des caractéristiques d’une filtration dédiée à la découpe laser :

  • Filtration de chez BOFA, modèle AD-ORACLE.
  • Débit 380 m3/h
  • 1 filtre type F8 (filtre fin pour les poussières, particules)
  • 1 filtre type HEPA 13 pour les gaz, COV (composants organiques volatiles) et petites particules. Selon la norme : filtre 99,997% des particules inférieures à 0,3 microns


En fonction des dimensions de notre machine :

  • Réduction du débit d’extraction
  • Extracteur en ligne (pour encastrer) 160 m3/h. Dimensions : 120x120x38mm
  • 1 pré filtre “mousse” à fabriquer aux dimensions du filtre H13. Type cadre.
  • 1 filtre HEPA13 d’aspirateur (respecte la même norme que ci-dessus). Dimensions : 200x168x38
  • Création d’un support pour filtre H13 (encastrement du filtre, reprise des dimensions et écartement des deux filtres)
  • Création d’un support pour adapter les filtres aux dimensions de l’extracteur.


But : Avoir une filtration qui prend peu de place, qui s’intègre à la machine et des filtres remplaçables facilement.


Matériaux et possibilités de travail (découpe, gravure)

Quels matériaux peut-on découper ? Graver ? Quelle épaisseur ? Quelles dimensions ?

Inspiration

Détails intéressants ou pouvant inspirer cette idée de découpe laser portable ...

AVANCEMENT DU TRAVAIL

  • Nous avons eu l'occasion de présenter notre travail au directeur de l'ENSGSI qui a accepté de nous financer.
  • Nous avons émis un véritable devis depuis notre Bill of Material Tiny Cut: File:DEVIS_tiny_cut_.pdf
  • Grâce à ce financement, nous avons pu réaliser presque l'ensemble des achats nécessaires.


  • En attendant la livraison de l'ensemble des éléments, nous avons déjà démarré notre travail de réflexion et de conception. Nous avons réalisé une représentation de chacune des pièces en mousse, pour nous aider à la conception.
  • Achat: Il ne nous manque plus que le tube laser.

Tube dont nous avons retardé l'achat, pour réfléchir à nouveau avec M.Gilloz, et être capable de mieux évaluer quel rapport puissance/longueur choisir. Nous pensions initialement à un tube 4W, 250mm, mais cela nous semble insuffisant après réflexion pour permettre de découper au moins du bois. Nous nous tournons donc vers une solution 20W, 450mm. Ce nouveau tube, un peu plus long, semble acceptable après modélisation volumique quant à notre objectif de créer une machine relativement compacte.

  • Nous avions initialement prévu un budget de 107 € pour le tube laser. Ce prix ne prenait pas en compte les frais de transport que nous devons donc ajouter. Pour cet achat stratégique et central, nous voudrions faire le choix de la performance, avec un tube laser 20W au lieu de 4W. Nous avons contacté un fournisseur qui, avec les frais de transport et le payement PayPal(assurance), nous le propose à 253$ (environ 200€).
  • Validation de l’extension de budget ?



LE 14/04/2013

  • Nous avons reçu l'intégralité des pièces que nous avions commandées.
  • Nous les avons donc modélisées sur solidworks.
  • Nous avons aussi modélisé la structure de notre machine sur solidworks.
  • Nous en avons imprimé une première série de pièces pour effectuer un pré-montage de notre machine.
  • Nous écrivons en parallèle un rapport traitant de notre travail. (Celui-ci apporte plusieurs éléments de réflexion et de formalisation
  • Voici un schéma réalisé pour illustrer celui-ci:
  • Water cooling réalisé : Nous avons utilisé un radiateur prévu pour y placer deux ventilateurs 120x120, auquel nous avons relié une pompe à eau. Voici ce que ça donne


  • Nous attaquons maintenant la conception des pièces spécifiques à notre machine. (il s'agit d'arrimer à notre structure, l'ensemble des éléments que nous avons acheté).
  • Nous réalisons une modélisation la plus précise et fidèle possible pour nous aider dans nos tâches de conception, mais aussi pour pouvoir produire un rendu photo réaliste avec solidworks le plus performant/joli possible.
  • Nous avons finalisé notre CAO, avec la conception des pièces pour le support des miroirs, et la conduite exacte du faisceau laser du tube jusqu’à la tête de découpe. L'impression des pièces à suivie la semaine suivante.


  • Le montage réel de la TinyCut commence. L'impression des pièces puis leur montage, confirme certaine de nos choix CAO, d'autre pièce devront être consolidé, ou réajuster.


Monteur de découpe laser, ce spécialiste locale a pu nous donner de nombreux conseil. 

Et nous avons avons pu lui acheter un tube laser. Il s'agit d'un tube de 40W pour 70cm.

External links, media/press, etc.

We like feedback from the community:

  1. marinosaurus page mention to be doing this project.
  2. User:Marinosaurus

notre facebook

History // forecast

  • 2013/02: Début
  • 2013/02: Bills of materials, recherche de fonds, achats.
  • 2013/02/27 : Rendez-vous avec le directeur de l'ENSGSI pour le financement de la machine.
  • 2013/03: Début de la modélisation 3D. Arrivé de différentes pièces commander.
  • 2013/04: Travail de modélisation complèt. Rendu d'un rapport technique à propos de la machine pour l'école.
  • 2013/05: Impression des première pièce, rendu première maquette. Achat tube laser + Carte laser offerte.

Bill of Material Tiny Cut

Reste à faire

  • reconcevoir modifier au besoin
  • effectuer un travail de rendu image sur la modelisation
  • Mouvement cinématique, est-ce déja possible de faire dessiner notre machine ?
  • Effectuer les branchement.
  • La nouvelle carte électronique ? stepper pour impulsion laser.
  • autre objectif à mettre à jour quand les précédents seront effectué.
  • ...