Logiciels utilisés : Inkscape et KrabzCAM
Machines utilisées : ShapeOko3 XXL ou Sienci Mill-1 du SEM Lab
Temps de réalisation : 10′ pour le design, 10′ de préparation, 10′ de fabrication
Prix : négligeable
Résumé :
Utiliser une CNC pour reproduire un dessin avec des feutres.
Avant propos.
Les fraiseuses numériques sont normalement conçues pour enlever de la matière, mais ce sont avant tout des machines à commandes numériques (CNC), capables de positionner un « outil » à des coordonnées précises. Il est possible de placer un autre outil sur la machine pour modifier l’usage de cette dernière. Ici, la fraiseuse a été remplacée par un porte-stylos, permettant à la machine de dessiner. Si cet exemple d’illustration a en réalité peu d’intérêt (car une impression directe serait plus rapide), la procédure montrée ici est utilisable pour dessiner sur des matériaux qui ne peuvent pas passer dans une imprimante standard (comme le textile, le bois, le plastic, etc). Le logo présenté ici est dessiné sur une feuille A3.
Étapes de CAO :
1. Vectorisation du design sous Inkscape
La première étape consiste à créer le design sous un logiciel de dessin vectoriel comme Inkscape. Comme il s’agit d’une étape déjà présentée dans de nombreux autres projets, elle ne sera pas détaillée ici. Voici simplement des remarques générales pour préparer au mieux la suite de la fabrication :
- Représentez au mieux votre design, en utilisant des couleurs proches de celles qui seront utilisées pour la fabrication. Assignez un contour aux éléments dont seul le contour sera tracé, et un fond aux éléments qui seront coloriés.
- Si vous souhaitez dessiner avec plusieurs couleurs, chaque élément d’une même couleur doit posséder un contour ou un fond d’une même couleur. Laissez toujours l’opacité au maximum lorsque vous travaillez, afin d’éviter des erreurs de couleurs par la suite.
- Si vous souhaitez colorier un élément, assurez-vous qu’il soit constitué d’un chemin clos.
- Tous les objets doivent être des « chemins ». Si vous utilisez des formes prédéfinies ou du texte, pensez à convertir ces objets en chemin.
- A la fin de votre design, dégroupez tous les objets.
- Assurez-vous que tous les éléments devant être réalisés de la même manière (détourage ou coloriage) possèdent les mêmes couleurs de fond et de contour.
- Supprimez tous les objets inutiles (dessins matriciels, éléments hors champ, calques cachés) de votre fichier et assurez-vous que les dimensions correspondent à la réalité (sans oublier de vérifier l’échelle). Utilisez un point de référence (0;0) placé en bas à gauche (cette option est définissable dans les préférences d’Inkscape).
2. Import du fichier sous KrabzCAM
La préparation est réalisée sous KrabzCAM, un logiciel en-ligne qui va créer un fichier G-code lisible par la CNC. Commencez par charger votre fichier SVG après avoir lancé le logiciel sur votre navigateur internet. Pour cela, utilisez le bouton « Load SVG/DXF » en haut à gauche de l’interface puis sélectionnez votre fichier SVG.
3. Préparation des détourages
Avec l’outil de sélection par couleur (Maj+A), sélectionnez les objets dont seul le contour doit être tracé. Si vous avez des tracés à réaliser dans des couleurs différentes, n’en sélectionnez qu’une seule à la fois. Sous le menu « Operations », choisissez l’option « Engrave ». Vérifiez que l’unité sélectionnée soit bien des millimètres (mm). Réglez les paramètres suivants (les autres n’ayant pas d’importance) : Target depth (mm) = 0.5 ; Step down (mm) = 1 ; Feed rate (mm/min) = 3500 ; Plunge rage (mm/min) = 1000. Cliquez ensuite sur « Generate toolpath », sous « Toolpath » vous devriez voir apparaitre une ligne « Engrave » apparaître.
4. Préparation des coloriages
Avec l’outil de sélection par couleur (Maj+A), sélectionnez les objets devant être coloriés. Sélectionnez ceux devant être réalisés dans la même couleur qu’au point précédent, si ce n’est pas le cas, passez directement à l’étape suivante. Sous le menu « Operations », choisissez l’option « Pocket » puis réglez les paramètres suivants en adaptant ceux-ci à vos stylos (dans mon cas ce sont des Caran d’Ache n° 195 à grosse pointe, disponible à l’économat) : Tool diameter (mm) = 1.5 ; Roughing clearance (mm) = 0 ; Target depth (mm) = 0.5 ; Step down (mm) = 1 ; Step over (%) = 100 ; Feed rate (mm/min) = 3500 ; Plunge rate (mm/min) = 1000 ; Attack method = Plunge. Comme précédemment, cliquez maintenant sur « Generate toolpath » pour créer les instructions de fabrication.
Remarques : Choisissez le « Pattern » (motif) en fonction du compromis entre rendu et durée que vous souhaitez. Un motif « Line » a un meilleur rendu (plus uniforme) mais dure un peu plus de temps que le motif « Nested » (concentrique). De plus, selon le design, il peut être souhaitable de réaliser également un détourage des objets coloriés. Ajoutez alors une opération « Engrave » ou « Profile Inside » et adaptez le « Roughing clearance » de l’opération « Pocket » en conséquence.
5. Génération du fichier G-code
Pour chaque couleur, générez un fichier g-code avec les « toolpaths » créés lors des étapes précédentes. Pour cela, cliquez sur « Save Gcode » en bas à gauche. Dans la fenêtre de dialogue qui s’ouvre, sélectionnez tous les « toolpaths » concernés. Donnez un nom explicite à votre fichier puis sauvez-le en cliquant sur « Save ». Le fichier g-code est généré et téléchargé.
Remarques : Si votre design implique plusieurs couleurs, effacez les « toolpaths » précédents avec le bouton « Delete selected » puis recommencez les opérations à partir du point 3. Il vous faut 1 fichier g-code par couleur utilisée.
6. Vérification du fichier g-code sous CAMotics
Cette opération n’est pas nécessaire mais fortement recommandée. Ouvrez le(s) fichier(s) g-code sous CAMotics pour vérifier que tout a été généré correctement.
Étapes de FAO :
1. Préparation du matériau
Selon le matériau et ses dimensions, la procédure va diverger, mais la règle est : le matériau ne doit pas pouvoir bouger et rester à plat sur toute sa surface. Pour du papier, on disposera donc celui-ci sur une planche bien plate et on le fixera avec du scotch sur son pourtour. Si ses dimensions sont très grandes, on peut ajouter du scotch double-face à différents endroits sous la surface, pour éviter la formation de plis.
Ce montage est ensuite fixé sur le plateau de la machine de façon conventionnelle.
2. Préparation de l’outil
Le porte-stylo doit être monté sur la machine en lieu et place de la fraiseuse. Le feutre est fixé dans l’adaptateur puis ce dernier est placé dans le porte-stylo.
3. Définition du point de référence
Après avoir démarré le logiciel pilotant la CNC et connecté celle-ci, utilisez le déplacement pour positionner l’outil sur le coin inférieur gauche du matériau. Effectuez alors une mise à zéro des coordonnées de travail.
4. Exécuter le fichier g-code
Après avoir chargé le fichier g-code dans l’interface, démarrez l’opération.
5. Changement de couleur.
Si vous avez plusieurs couleurs dans votre design, il est temps de passer à la suivante. Retirez l’adaptateur et le feutre du porte-stylo et placez-y le feutre suivant. Chargez le fichier g-code suivant et exécutez-le. Il ne devrait pas être nécessaire de refaire le point zéro, mais vous pouvez évidemment le faire pour plus de sécurité.
6. Démontage et rangement
Une fois toutes les opérations terminées, éteignez la machine et le logiciel puis retirez le matériau et son support.