Usinage d'un fichier STL

Freemill de mechsoft

FreeMill est une application de FAO 3D basée sur le logiciel VisualMill de MecSoft. Elle intègre le fraisage 3 axes avec environ 50 post-processeurs standards. Elle est entièrement gratuite et compatible avec le format STL.

FreeMill calcule les parcours d'outils selon une stratégie de balayage dans une des directions principales (X ou Y). Le choix d'un post-processeur permet alors de générer le code ISO correspondant. FreeMill possède une interface utilisateur très simple à base d'un guide décrivant toutes les étapes jusqu'à l'obtention du parcours final. Les formats d'importation disponibles sont : VisualMill 4.0, STL, Rhino .3dm, VRML.

FreeMill permet à un utilisateur même novice de générer des parcours d'outils trés vite... il est relativement simple à utiliser.

Parcours ISO généré avec FreeMill (63ko)

Programmation de parcours évoluée

Nous allons décrire dans cette partie un usinage de ce modèle basé sur ce qui devrait être ou plus exactement sur ce que nous devrions avoir. Cette gamme d'usinage représente ce qui ce fait actuellement avec un logiciel professionnel. L’objectif un jour étant de trouver à mettre derrière ses stratégies une solution abordable pour une utilisation occasionnelle à destination de l'amateur voulant usiner des modèles en 3D.

Ebauche

Le but de l'ébauche est d'enlever un maximun de matière en un minimum de temps. On trouve géneralement des stratégies basé sur un usinage dit Plan par Plan. On usine généralement dans ce cas avec des fraises Torique à plaquettes. Ici dans le monde amateur cela correspondrait plus à un usinage avec une fraise Plate.

Fraise plate de 10 mm
Sur-épaisseur : 1 mm
Ap = 2 mm
Ae = 8 mm

Ebauche.iso

Ebauche

On trouve aussi dans les logiciels évolués des usinages d'ébauches dites par "tréflage". Le tréflage étant une opération qui est similaire à un perçage. Pour une machine ayant peu de rigidité cette opération permet d'avoir un fort taux d'enlèvement de copeaux en utilisant uniquement une plongée sur Z. La problématique étant alors dans ce cas les opérations qui vont suivre. La reprise de la matière à usiner est un peu plus problématique que dans l'usinage par plan classique. Les "perçages" laissant des zones matières un peu plus "découpées".

De plus cette opération requière un outil spécial ( Dit avec coupe au centre ) Qui est plus cher que l'outil torique à plaquette.

Exemple d'ébauche par tréflage

Ebauche treflage

Reprise Ebauche

La reprise d'ébauche est comme l'ébauche une opération destinée à enlever la matière laissée par notre outil précédent en un minimum de temps. Ebauche et reprise d'ébauche sont deux stratégie souvent identiques simplement elles sont réalisée avec des outils de tailles différentes.

La reprise d'ebauche peut aussi être utilisée comme une opération d'écrêtage. Mais elle est réalisée avec une sur-épaisseur de matière laissée par l'outil, identique à l'opération d'ébauche.

Sur-épaisseur : Epaisseur de matière laissée après le passage de l'outil.

Fraise plate de 8 mm
Sur-épaisseur : 1 mm
Ap = 1 mm
Ae = 5 mm

RepriseEbauche.iso

Semi-Finition

Le but de l'opération de semi-finition est d'amener la matière restante a une sur-épaisseur la plus constante possible par rapport aux surfaces finies. Elle utilise souvent une sur-épaisseur intermédiaire entre celle de l'ébauche et celle de la finition. Dans le cas ou l'ébauche et la reprise auraient déjà permis d'arriver à un état de la matière restante relativement constante par rapport à l'état final à obtenir, on peut parfaitement se passer de cette opération.

Fraise boule de 8 mm
Sur-épaisseur : 0.5 mm
Ae = 0.8 mm

SemiFinition.iso

Finition

Avec la finition on doit arriver dans la majeur partie de la pièce à la cote final de l'usinage. Dans ce cas l'épaisseur de matière laissée est nulle. On peut et l'on doit souvent selon la complexité de la pièce utiliser deux ou plusieurs stratégies pour obtenir le résultat final. Ces stratégies dans les logiciels actuels se décompose soit en un premier parcours qui va être le programme principal d'usinage et une deuxième série de parcours destinés à reprendre les zones dites mal-usinées ( zone ou la hauteur de crête (Matière laissée par l'outil de forme après son passage) est trop importante.

Hauteur de crête

Exemple d'usinage global de finition.

Semi-Finition

Avec son opération de reprise des zones mal-usinées

reprise zones mal-usinées

Ou alors bien mieux avec un usinage dissocié, mélangeant des stratégies adaptées selon la forme de la pièce. Par exemple une stratégie d'usinage par plan dans les zones de forte pente et usinage parallèle aux axes (X ou Y) ou alors une stratégie dite à crête constante dans les zones de faible pente.

Finition

Les opérations de finition sont généralement réalisées avec des fraises boule pour le partie usinage de forme.

Fraise boule de 8 mm
Sur-épaisseur : 0 mm
Ae = 0.2 mm

Finition.iso

Fraise 2Tailles de 10 mm
Sur-épaisseur : 0 mm

Contour.iso

Contour

Reprise

Les opérations de reprise. Il y en a généralement plusieurs, elles sont réalisées à l'aide de fraise de type boule. Elles sont là pour progressivement enlever la matière partout où notre opération de finition n'a pas pu aller, l'outil étant trop gros par rapport à la forme à usiner.

Ces strartégies souvent appelées Bi-tangentes, permettent de venir enlever la matière partout ou l'outil précédent était en bi-tangence avec la géométrie de la pièce. Donc là où il a laissé de la matière.

Bi-tangence

Comme pour la finition ce sont majoritairement des fraises boules qui seront utilisées, en cherchant progressivement à réduire le diamètre jusqu'à l'utilisation d'une fraise ayant un rayon au moins identique voir inférieur au rayon minimun présent sur la pièce. (diamètre 10,8,6,4,2,1 ...)

On retrouvera là aussi différentes stratégies :

Un usinage Bi-tangent multi-passes; balayant la matière de l'extérieur de la zone à usiner vers l'intérieur, afin de progressivement enlever la matière à usiner.

Fraise boule de 6 mm
Sur-épaisseur : 0 mm
Ae = 0.15 mm

RepriseB6_A.iso

Reprise B6 A

Pour les zones verticales l'usinage se faisant lui en spiral du Haut vers le bas de la zone. Afin de maintenir un volume de matiere constant sur l'outil.

Fraise boule de 6 mm
Sur-épaisseur : 0 mm
Ae = 0.15 mm

RepriseB6_B.iso

Reprise B6 b

Usinage bi-tangent simple : Un seul passage de fraise destinée à dégrossir la matière à enlever. Ou alors ce passage de fraise permet d'obtenir directement le rayon souhiaité sur la pièce à partir du rayon d'outil utilisé.

Fraise boule de 4 mm
Sur-épaisseur : 0 mm

RepriseB4.iso

Reprise B4

Liens

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