Le projet du Lundi – Graveuse Laser avec des pièces de lecteur CD

Aujourd’hui pas de revue de presse, mais un point d’avancement de mon projet en cours.

J’ai passé les semaines précédentes à démonter des lecteurs DVD pour en récupérer les diodes laser. J’ai réussi à en faire marcher quelques unes, certaines suffisamment puissantes pour noircir la surface de morceaux de bois.

J’ai passé un peu de temps à savoir ce que je pourrais en faire… Certes, jouer au sabre laser est amusant (à ces puissances, les faisceaux sont visibles car ils font briller la moindre particule en suspension dans l’air) mais je cherchais toutefois une application concrète.

En même temps, pour récupérer mes diodes, je jetais pas mal d’éléments des lecteurs DVD, pourtant certains de ces éléments étaient intéressants. Dans les lecteurs pas trop bon marchés (on remarque vite l’obsolescence programmée dans ces appareils : ceux qui sont conçus pour ne pas durer – ou pour être le moins cher possible, comme on voudra) ont des chariots de positionnement de tête en plastique, mais ceux qui sont plus haut de gamme ont des chariots en aluminium), l’assemblage de lecture est composé d’un moteur pas à pas couplé à une vis d’avancement en laiton, de deux rails cylindriques en inox, et d’un chariot portant la tête de lecture en aluminium moulé.

C’est évidemment un élément de base d’une machine à commande numérique. Encore fallait il savoir comment assembler deux de ces pièces! L’inspiration m’est venue grâce à cet instructable, où les auteurs assemblent deux chariots de lecteurs CD/DVD pour en faire une “bio imprimante”. Un bien grand mot, mais les images publiées m’ont fourni l’inspiration nécessaire.

J’ai décidé de construire une machine basée sur le même principe, mais plus robuste, et dont le but n’est pas l’impression de cellules, mais le déplacement d’un pointeur laser focalisé pour découper des feuilles de papier ou graver des objets plats.

Les objectifs que j’ai suivi pendant la conception mécanique ont été:

  • récupérer un maximum de choses
  • utiliser seulement des matériaux trouvables en grande surface de bricolage
  • utiliser uniquement des outils simples
  • essayer d’être compatible avec les outils logiciels existants

Les seuls outils que j’ai utilisé pour la partie mécanique ont donc été:

  • une scie à métaux
  • une lime plate
  • une perceuse à main avec des forêts de 3,4 et 6 mm
  • des clés plates et à pipe, et une pince multiprises

Les matériaux que j’ai utilisé se sont résumés à:

  • du profilé alu en U de 36x19mm, épaisseur 1.5mm
  • du profilé alu en L de 27x15mm, épaisseur 1.5mm
  • des boulons M4 x 10 (tête hexa) et des écrous M4
  • une tige filetée M6 (j’ai pris de l’inox pour la rigidité) et des écrous M6
  • deux chariots de lecteur CD/DVD tout alu

Voici quelques photos de l’assemblage. J’ai d’abord réalisé un socle en accolant 4 morceaux de profilé en U, boulonnés en trois points, et j’ai ajouté deux morceaux en  L sur les cotés pour améliorer la planéité et la rigidité de l’ensemble. Cela ne se voit pas, mais percer correctement ces éléments pour que les trous soient bien en face est un défi. Le seul moyen d’en être sûr, c’est de percer les deux éléments en même temps, ce qui n’était pas possible pour les profilés en U. J’ai dû être très prudent en perçant, faire des marques, des avant trous, et pas mal de reprises pour que tout soit aligné le plus correctement possible.

surface supérieure surface inférieure L'axe Y monté

Ensuite il a fallu ajuster les chariots optiques aux géométries un peu tordues pour que je puisse y fixer une plaque horizontale. Sur la première photo, on voit en noir les parties à enlever, puis ensuite, différentes étapes de la modification. Tout se fait à la lime, avec patience:

SAMSUNG SAMSUNG SAMSUNG

SAMSUNG SAMSUNG

Ensuite j’ai modifié le câblage du moteur pour que celui ci soit plus facilement accessible. Il semble que ce moteur pas à pas miniature soit assez récurrent dans les lecteurs DVD, c’est un modèle 5 volts capable de 20 pas par tour, ce qui permettra d’en obtenir 40 en mode demi-pas. Le pas de la vis est de 3mm, ce qui fera une résolution longitudinale de 3mm/40 = 75 microns ou 0,075mm. Des contrôleurs particuliers de moteurs sont capables de faire du micro-step (1/8e de pas) pour une résolution encore meilleure, mais alors, attention aux jeux! J’ai aussi ajouté un petit contacteur de fin de course.

SAMSUNG SAMSUNG

J’ai ensuite passé pas mal de temps à faire les différents perçages requis pour assembler tous les éléments.

Et voici l’état actuel de la machine:

Etat au 3 Février
Etat au 3 Février

Il reste encore beaucoup de travail, cette semaine je vais être occupé en électronique pour piloter tout cela 😀 Les moteurs seront pilotés par des L293 commandés sur ebay, en attendant je vais écrire du code pour un PIC (18F4685) et me documenter sur les G-codes qui servent à piloter une telle machine. Cela me permettra de rester compatibles avec les outils CNC déja développés par d’autres projets.