Rails supportés

Je viens de recevoir les rails et les roulements linéaire pour l'axe Y de ma CNC.

J'ai choisi des rails supportés en diamètre 20. J'ai choisi ce diamètre parce que c'est celui qui est utilisé sur la Nomad 883 de Carbide 3D (sachant qu'ils ne sont supportés qu'à leurs extrémités sur cette machine, donc je devrais être un peu plus rigide à ce niveau). Le rail est composé de deux éléments : une base en aluminium et un rond en acier au chrome à haute teneur en carbone.

L'avantage de ce montage c'est qu'on gagne en rigidité par rapport à un axe en acier du même diamètre car l'axe est supporté sur toute sa longueur.

Les trous de fixation sont espacés de 30 mm, on peut donc fixer ces rails sur des profilés aluminium de 60 x 30, 60 x 60 ou 120 x 30 avec des vis M5 (le trou a un diamètre de 5,5 mm).

Pour les roulements, j'ai pris 4 TBR...UU :

Ce sont des roulements linéaires avec circulation de billes. Ils sont ouverts bien sur pour pouvoir être utilisé avec les rails supportés. Il y a une vis sur le côté qui permet d'écraser la cage du roulement de façon à éventuellement réduire le jeu (et une autre vis sur le dessus mais je ne sais pas si elle sert également à régler le jeu). L'autre avantage de cette version c'est que la semelle est plus large que sur les SBR...UU, donc ça contribuera un peu à la rigidité du plateau.

L'ensemble, commandé chez Dold Mechatronik a l'air de bonne qualité.

J'ai cependant voulu vérifier la rectitude des axes et j'ai donc posé une règle dessus. Et là j'ai eu la surprise de constater que la règle ne posait pas bien du tout. A certains endroits, je pense qu'il y a un écart de 0,2 à 0,3 mm. Je me suis dit que c'était peut être ma règle qui était tordue mais après avoir essayé avec d'autres, il semblait bien y avoir un problème.

J'ai donc consulté la documentation et là il est indiqué que la rectitude doit être inférieure à 50 µm pour 300 mm. Comme mon rail est long de 450 mm, je ne devrait pas dépasser les 75 µm et là ça n'a pas l'air d'être le cas.

J'ai alors eu l'idée de desserrer les vis qui maintiennent le rond sur la base aluminium. Elles étaient serrées très fermement. Et là miracle, la rectitude semble s'être nettement améliorée.

Est-ce que c'était à cause de la différence de dilatation entre l'acier et l'aluminium ? D'après Wikipédia, le coefficient de dilatation linéaire de l'acier est 12 x 10^-6, alors que l'aluminium est à 23 x 10^-6 (le double). Imaginons que le montage a été réalisé à 10° C. Il fait à peu prés 25° C, donc sur 0,45 m, avec le différentiel entre l'acier et l'aluminium (11 x 10^-6), la différence d'allongement aurait été de 11 x 10^-6 x 0,45 m x 15°C, ça fait 7,425 x 10^-5, donc presque rien.

C'est donc probablement à cause du serrage ou tout simplement parce que je ne suis pas en mesure d'évaluer correctement la rectitude avec mes outils rudimentaires. Il me faudrait à mon avis un marbre et un comparateur, le tout étalonné et de bonne qualité. Ou alors c'est le fournisseur Dold Mechatronik qui m'a envoyé quelque chose qui n'est pas dans les clous. Comment savoir ?

On voit ici une des limites de la "CNC à la maison". Pour assembler la machine, il faut pouvoir vérifier la qualité de ses composants et donc disposer d'instruments très précis et donc très coûteux, qui doivent être contrôlés/étalonnés régulièrement.

Dans l'incertitude, je ne vais pas renvoyer les rails au fournisseur, je vais les monter en l'état, on verra bien ce que ça donne...