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La thermoplieuse qui se transforme en découpeuse.

Mais qui est ce qui a bougé cette foutu chaise ! 🙂

Le projet de ThermoPliDec m’était venu à l’esprit pendant la fabrication de AspiLampe. J’avais besoin d’une thermoplieuse pour plier le plexiglas sans le casser. Au FabLab nous ne sommes pas équipé de ce type de machine. Cela nous donne l’occasion d’en fabriquer une !

Une thermoplieuse fonctionne en faisant chauffer un fil métallique grâce à un courant électrique. Un peu comme un grille pain en fait. A la seul différence que ce fil est tendu pour ne chauffer qu’une ligne droite. Généralement ce fil est en nychrome. Un alliage de Nikel et de Chrome. Ce genre de fil se trouve assez facilement dans les boutiques de modélisme. Les aéromodélistes s’en servent pour se fabriquer des découpeuses à fil chaud. Un outil qui fonctionne sur le même principe…

Après présentation du projet il a été décidé de construire une machine combinant les 2.

Grace à la fraiseuse à commande numérique mise à disposition du NYBI par le LF2L nous pouvons usiner facilement une planche de bois contreplaqué. Sa surface usinable est de 500*300 mm, ce sera donc les cotes maximales de ThermoPliDec. (ThermoPlieuseDecoupeuse)

Le projet à été conçu en 3D sur OnShape, cela nous a permis de collaborer à distance sur la conception de la machine en dehors de la plage horaire de l’association, et de réduire le nombre d’essaie en prototype.

Pour la partie électronique, nous avons choisi un système à base d’une carte électronique compatible Arduino Nano .

Cela nous permet :

de mesurer et afficher la température du fil
de réguler la température
d’ intégrer un minuteur et d’afficher le temps qui passe
d’ajouter d’autres idées qui pourraient apparaître en utilisant la machine

Le circuit se compose de :

1 Arduino nano
1 Ecran lcd 1602
1 Transistor Mosfet pour l’alimentation du fil
1 Capteur de température
1 Résistance
1 Fil NyChrome
1 Potentiomètre
1 Interrupteur marche arrêt
1 Disjoncteur
1 Régulateur 9Volts
1 Alimentation régulée 24V 150W

L’usinage des pièces en bois est fait en deux fois.
Une planche pour l’arc et la table, une autre pour les poutres.

Le premier proto a permit de faire quelques tests sur différents matériaux, même les plus improbables, mais aussi une porte d’un boitier d’imprimante 3D pour un membre du FabLab.

Ce premier proto nous a surtout permit de découvrir quelques erreurs de conception qui ont été corrigé sur la deuxième version.

Les plans sont disponibles ici : http://nybi.cc/wp-content/uploads/2020/02/Archive-ThermoPliDec.zip

La lampe qui aspire les fumées de soudure électronique.

Mise en place de connecteurs sur un Arduino avec Aspilampe et un support de circuit imprimé en 3D

Aspilampe est une lampe à led équipée d’un ventilateur, pour aspirer la fumée dégagée par le flux du fil de soudure (brasure pour les puristes).

J’ai utilisé le logiciel Sketchup pour la concevoir. La modélisation 3D m’a permis de trouver l’ angle qui convenait bien pour l’éclairage. Elle permet aussi de tester rapidement plusieurs dessins d’entrée d’air.

Ensuite pour la fabrication, le plan 2D en dessin vectoriel à été dessiné sous Autocad. Exporté en DXF, il permettra de découper la plaque avec la découpeuse laser.

La forme générale est volontairement simple pour minimiser les chutes de découpe. Pour les chutes obligatoires, j’ ai cherché à leurs trouver une utilité.

La chute de découpe de l’ entrée d’ air servira de protection et de décoration du circuit d’éclairage.

Chute de découpe de la bouche d’aspiration
Réutilisation de la chute de découpe

Quant aux découpes d’ emplacement des led, elles serviront d’ entretoises pour le montage sur le circuit imprimé.

Placement des led avec leurs entretoises

Corps de la lampe.

Le corps de lampe est réalisé par découpage laser et pliage à chaud d’ une plaque de PMMA de 3mm d’ épaisseur.

Pied d’ Aspilampe en cours de chauffage sur la ThermoPliDec
Dernier pliage d’Aspilampe

Circuit électrique.

Le choix du nombre de led a été déterminé par leur angle d’ éclairement afin d’ avoir une surface d’ éclairage suffisante. Pour simplifier, j’ ai placé en parallèle, 4 colonnes de 3 led en série. Avec une résistance par colonne.

La formule pour calculer la valeur d’ une résistance par colonne et :

R = Ualim – (Uled x Nled) / I

U = La tension en Volt

I = Le courant souhaité pour les led en Ampère, valeur donnée par le fabricant

R = La valeur de résistance en Ohm

N = Le nombre de led par colonne

Attention à la dissipation de chaleur, préférer des résistances de 1/2 Watt.

L’ écartement de chaque led est prévue pour s’ adapter au pas de 2.54mm, cela permet de faire le circuit sur plaque d’ essai type veroboard ou sur circuit imprimé.

Gravure du circuit à la fraiseuse CNC
Soudure des led avec le prototype d’ Aspilampe

Les led et le ventilateur sont alimentés par une alimentation secteur de 12V. Une batterie de 3 accus li-ion de récupération avec son circuit de charge, pourrait être une solution sans fil intéressante.

Le ventilateur est un modèle de refroidissement de PC de 80 mm de diamètre. Il est suffisant pour de la soudure de loisir. Il est simplement raccordé à son interrupteur par le fil rouge et à la masse de la prise d’ alimentation par son fil noir.

Passage des fils électriques façon surpiqûre
Soudure des interrupteurs. Le scotch de peintre permet de protéger le PMMA des projections de flux de soudure.
Circuit gravé à la cnc

Sur le prototype j’ avais remarqué qu’ en écartant un peu le ventilateur de la plaque, l’ aspiration d’ air produisait moins de bruit. Alors je l’ ai fixé sur des vis plus longues entre de 2 écrous.

Mise en place du ventilateur
Fixation décalé du ventilateur

AspiLampe peut être un projet utile pour le débutant en fabrication de montage électronique. Il l’ initiera à la soudure, au câblage de composants simples et le suivra dans ces projets suivants.

Vous trouverez tous les fichiers permettant sa fabrication ici : http://www.tinkerideas.com/download/#details-0-0

Aspilampe assemblée
Aspilampe en utilisation avec un support de circuit imprimé en 3D