Making of: le chargeur Qi de Skywodd

Hello a tous!

Maintenant que Skywodd a publié son article sur le sujet, je peux enfin « en parler »! J’étais en effet resté discret à sa demande, mais j’ai effectivement pas mal bossé sur l’usinage des blocs de bois de son chargeur.

Bon, je passe sur les détails, vous avez bien compris qu’il s’agit d’un chargeur inductif permettant le transfert d’énergie sans contact.

Pour la petite histoire, dans ce système, c’est le récepteur (le tel) qui informe le chargeur de combien d’énergie il a besoin. Le tel communique avec le chargeur en modulant rapidement le courant de charge selon un protocole pas trop compliqué. Le chargeur répond en adaptant son fonctionnement aux besoins de l’objet chargé. Il n’y a pas une grande intelligence là dedans, le seul truc prévu est l’identification (pour que le chargeur évite de démarrer quand on pose un simple objet métallique non-Qi sur la surface) et la régulation du courant de charge. Bref.

J’ai donc eu pour mission d’usiner les blocs de chêne-qu’on-déconne-pas-avec. Skywodd m’a livré des fichiers DXF (contours 2D, un peu comme du SVG) obtenus à partir de ses pièces 3D. De mon coté j’ai chargé ces DXF dans CamBam pour en sortir des trajets d’outils.

Oui, le DXF n’est qu’un dessin, un peu comme le STL de l’impression 3D. Après, il reste encore à appliquer les paramètres de la machine et de l’outil (vitesse de coupe, diamètre de la fraise, épaisseur des passes, en impression 3D on parlerait plutôt de diamètre de buse, épaisseur des couches, et on utiliserait Slic3r).

En sortie on a donc du G-Code, qui sont des instructions de positionnement adaptées à une machine en particulier. J’insiste, je ne vous passerai pas mes g-codes, parce qu’ils vous seraient inutiles si votre machine n’a pas les mêmes moteurs, la même fraise, ou la même broche (perceuse).

Il faut savoir que la vitesse de coupe lors des déplacements dépend du matériau, de la vitesse de rotation de la broche, du nombre de dents et du diamètre de la fraise. Quand on fait les choses bien, on part de l’info « vitesse du point de coupe » (qui est le point du diamètre de la fraise qui se déplace pour arracher la matière). Selon le matériau, il faut avoir la bonne « vitesse de coupe », qui est liée à la dureté de la matière. Ensuite, selon l’outil, on en déduit une vitesse d’avance et une vitesse de rotation, selon le diamètre de la fraise, et le type d’opération (rainurage, surfaçage, etc).

Vous remarquez une chose: je n’ai pas parlé de la puissance de la broche… En effet, on ne la choisit pas, selon le matériau et l’outil, on obtient des paramètres à utiliser, et il faut espérer que la broche est assez puissante pour les utiliser! Et je fais quoi si ma perceuse n’est pas assez puissante? Eh bien il n’y a pas le choix, il faut couper moins vite, mais c’est totalement sous-optimal, et le risque est de faire chauffer l’outil, par frottements précisément. Oui c’est fou: on use son outil si on ne coupe pas assez vite!

Et là arrive un autre problème: la rigidité de la machine: si on coupe trop vite, le risque que la machine se déforme est très important, et il ne faut pas se faire d’illusion: toute précision inférieure à 1/10 de mm est très difficile à atteindre, surtout avec une machine de type Shapeoko…

Ensuite il y a autre chose: la fragilité du matériau. Je n’ai eu aucun problème avec le bois, que l’on a fixé au bâti de la machine par 3 vis M6 à chaque fois, et qui est assez sympa à couper. En revanche, le plexi a été une autre histoire, comme l’a dit Skywodd: c’est un matériau fragile car cassant, plutôt dur, et plutôt fondant; donc c’est un défi, il faut couper vite sinon le plastique fond, mais pas trop profond à chaque passe sinon on force dessus et il casse. Je l’ai aussi nettement moins bien fixé, j’ai utilisé du scotch double face, et ce scotch résiste mal aux vibratons… Bilan, 5 pièces réussies, 3 à la benne!

Malgré tout, on arrive à faire des choses, mais il faut garder à l’esprit que l’usinage est une technique très exigeante, même quand on n’usine pas du métal. Dans tous les cas, tout nouvel outil, tout nouveau matériau demande de faire des essais de coupe pour trouver les bons paramètres machine. Dans le cas du métal c’est facile, on trouve des abaques, on sait que l’alu machin allié truc a besoin d’une vitesse d’avance de tartempion en rainurage, mais pour le bois, les différents types de plastique (PMMA, Acrylique,  Polycarbonate, PVC, Nylon, etc…) on ne trouve pas toujours (presque jamais) la bonne info.

A propos des types de fraise: Pour le bois, j’ai utilisé une fraise carbure « 1 dent » de type défonceuse, diamètre 4mm. Ne surtout pas utiliser l’acier rapide (HSS) pour autre chose que pour le métal, il chauffe et s’use très rapidement. Au moins le carbure coupe moins (les dents en céramiques ont des rayons de courbure plus importants sur les arêtes) mais il supporte très bien les hautes températures. Pour le plexi j’ai utilisé une fraise deux dents hélicoïdale en carbure, toujours de 4mm. Ma broche Milwaukee a une pince qui accepte toutes les fraises avec des soies (axe de fixation) de 6mm.

Pour finir je remercie Skywodd de m’avoir fait faire ces opérations, qui ont amélioré mon expérience en usinage. Je le remercie de m’avoir passé un module pour mes propres essais.

Bon, assez parlé, place aux images!

 PS: le chêne utilisé est superbe une fois enduit d’huile d’olive. Elle rentre bien en quelques jours, et elle nourrit bien le bois qui prend une plus belle teinte.

Essais de vitesses de coupe
Essais de vitesses de coupe. Notez le « Pour essais » :)
En cours de découpe
En cours de découpe. Y’a des copeaux partout!
Deux blocs finis
Deux blocs finis. Il faudra faire les finitions au papier de verre…
Crash dans le plexi
Crash dans le plexi: la plaque s’est décollée du support.