Carrefour numérique² - fablab

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====== Hochets en bois  ======

<!-- Complétez la fiche projet ci dessous -->
{{{project
picture:{{:projets:hochets_en_bois:photos:dsc_1478.jpg?direct&300|}}
machines: decoupe_laser fraiseuses
materiaux:bois
logiciels:inkscape freecad cncjs jscut camotics heekscad
fichiers: {{:projets:hochets_en_bois:hochet_chat.svg?linkonlly|}} {{:projets:hochets_en_bois:hochet_lapin.svg?linkonlly|}} {{:projets:hochets_en_bois:ourson-cnc.zip|}}
liens:
tags:jouet jeux hochet bois bébé enfant
usager:bumblebee 
licence:cc-by-sa
}}}


Quoi de mieux à offrir à un nouveau né que quelque chose fait soit même. Je vais détailler ici la fabrication de quelques hochets en bois, rélisés à l'aide de plusieurs techniques : découpe laser, fraiseuse, …




===== Conception =====



<imgcaption image0|Petite recherche sur le web pour l'inspiration>{{:projets:hochets_en_bois:recherhce-jouet.jpg?direct&200 |}}</imgcaption>

Après un petite recherche sur le web et quelque essais de dessin dans inkscape je suis partis dans un premier temps sur un petit chat et un petit lapin. 

<imgcaption image1|Conception et dessin avec inkscape.>{{ :projets:hochets_en_bois:20140816_hochet.jpg?direct&200|}}</imgcaption>

Les animaux seront doté d'un trou en leur centre dans lequel seront positionné des petits anneau en bois permettant de faire du bruit. Un tourillon traversant permettra de fixer ces anneau, et fera office de queue de l'animal, et de manche pour tenir le hochet. 

Dans les design suivants j'ai finalement supprimé la partie manche, j'ai en effet remarqué que les petits doigts agrippaient finalement plus facilement le hochet par le trou central.

===== Réalisation =====
==== Chat et lapin à la découpe laser ====

<imgcaption image2|Lapin et chats au sorti de la découpeuse laser.>{{:projets:hochets_en_bois:dsc_5505.jpg?direct&200 |}}</imgcaption>

Pour ces deux premiers hochets j'ai utilisé des morceaux de planche de sapin de 20mm d'épaisseur récupéré dans le bac a chutes du fablab.

La découpe principale ainsi que la gravure des yeux et nu nez des animaux a été effectuée à l'aide de la découpeuse laser (speedy 300) avec les réglages suivants : ''P:100 v:1.5, x8 passes'' //(j'ai oublié de noter les paramètre de gravure)//. 

La machine arrive à découper cette épaisseur de justesse (heureusement que le sapin est un bois peu dense), le fibres les plus dures n'étant pas toujours complètement découpée, et le coté des découpe est assez noir, pas charbonné mais un peu collant (le sapin n'est pas un résineux pour rien ;-) ) //(Voir <imgref image2>)// Arrondir les angles et enlever la résine brûlée sur les tranche a ensuite nécessité pas mal d'huile de coude et de  papier de verre ;-) .

<imgcaption image23|Vernissage des anneaux.>{{  :projets:hochets_en_bois:dsc_5170.jpg?direct&200|}}</imgcaption>

Les manches on été réalisés à l'aide de tourillons de hêtre tournés en forme de mini battes de base-ball avec le micro-tour unimat. Les perçage, qui recueilleront ces manche, dans la tranche des hochet on été effectué a l'aide de la perceuse a colonne et d'un foret à bois (6mm). 

Pour les petits anneaux //(cf. <imgref image21>)// utilisés pour le "grelot" j'ai utilisé des petites planchette de bois de récupération (noyer, frêne, ...). Je l'ai découpés à l'aide d'une petite scie cloche, j'ai agrandi le tour central de chaque anneau à la perceuse à colonne puis passé un petit coup de papier de verre afin d'arrondir les angles.


L'ensemble des pièces à ensuite été poncé à l'aide d'un papier de verre de grain fin, puis vernis //(cf. <imgref image23>)// à l'aide de vernis acrylique (à l'eau) [[ressources:fournisseurs#au_bois_enchante|spécial jouets]]. puis collés à la colle a bois.

<imgcaption image21|Vernissage des hochets.>{{  :projets:hochets_en_bois:dsc_5175.jpg?direct&200|}}</imgcaption>

:TIP: **Petite astuce** : un vernis à base aqueuse (= à base d'eau) à va avoir tendance à relever les fibres du bois et donc à rendre la surface rugueuse lors de la première couche, une astuce est donc de mouiller préalablement les pièces à vernir, les laisser sécher puis les poncer avec un grain fin afin de prévenir le redressement des fibres à la premier couche de vernis. 

==== Ourson à la fraiseuse CNC (Poxxon)====
<imgcaption image31|Ourson découpé à la fraiseuse cnc>{{:projets:hochets_en_bois:ourson-cnc.jpg?direct&200 |}}</imgcaption>
Après ces premiers hochets j'ai décider d'essayer une autre technique : la fraiseuse CNC. Cela permettrait de résoudre les difficultés liées à la découpe de bois brut à la découpeuse laser (le bois n'étant pas un matériau homogène, sur de fortes épaisseurs on se retrouve facilement avec des fibres qui commencent à charbonner alors que d'autres ne sont pas du tout entamées), ainsi que le travail de ponçage des surfaces découpées. 

Comme pour les version précédentes je suis parti d'un dessin réalisé à l'aide d'inkscape. La découpe des forme est par-contre un peu plus compliquée qu'avec la découpeuse laser. 

Pour générer mon gcode (programme) de découpe j'ai d'abord exporté mon fichier au format dxf (avec inkscape). J'ai ensuite utilisé le logiciel [[logiciels:heekscad|HeeksCNC]] pour définir mes contour de découpes ainsi que quelques point d'accroche. En effet contrairement à la découpe laser qui n'exerce pas de contraintes mécanique sur la pièce lors de la découpe, l'action de la fraise risquerait d'éjecter ou d'arracher la pièce découpée à la fin de l'usinage, il est donc nécessaire de définir quelques points d'accroche qui ne seront que partiellement découpés.

J'ai ensuite utilisé le script décris dans [[machines:fraiseuses:proxxon_ff500_cnc#heekscnc|la documentation de la machine]] afin d'exporter mon gcode directement au format ''.knc'' utilisé par le logiciel de la fraiseuse proxxon.

Après ma découpe j'ai utilisé une petite scie à main et un ciseau à bois afin de découper les petites accroches. Une petite séance de ponçage m'a permis supprimer les reste d'accroches et d'adoucir les angles.

<imgcaption image3|Tournage de petits anneaux en bois.>{{ :projets:hochets_en_bois:tournage-anneaux.jpg?direct&300|}}</imgcaption>

Pour la partie grelot j'ai ce coup ci usiné de petits anneau à l'aide du tour à commande numérique dans un morceau de trigle à rideau de récupération. J'ai d'abord usiné la forme extérieur de plusieurs anneaux (cf. [[machines:decoupe_laser:palette_couleurs_trotec_inkscape|]]), j'ai ensuite percé l'intérieur à l'aide d'un gros foret ce qui a aussi permis de détacher les anneaux les un des autres. 

Un dernier petit coup de ponçage, quelques couches de vernis, collage du tourillon central et voila un nouveau hochet.

Comme prévu la phase de ponçage a été fortement réduite par rapport a la version découpée au laser. Le génération du gcode de découpe n'a parcontre pas été super simple, la prise ne mais de heekscnc que j'ai testé a cette occasion n'étant pas des plus aisées.


==== Koala en relief avec incrustations (fraiseuse & découpeuse laser)====

<imgcaption image41|Koala en relief, avec nez et yeux en incrustation de noyer.>{{:projets:hochets_en_bois:koala.jpg?direct&200  |}}</imgcaption>
Pour ce dernier hochet en forme de koala j'ai aussi utilisé une fraiseuse cnc pour la découpe. Mais pour aller plus loin j'ai décider d'ajouter du relief sur certaines parties (pattes), et de la "marqueteries" (incrustation de bois de plaquage) réalisé à l'aide de la découpeuse laser. 

Comme pour les autres j'ai dessiné la forme de mon hochet dans inkscape. 

<imgcaption image4|Prévisualisation 3D de la découpe du koala (camotics+blender).>{{ :projets:hochets_en_bois:koala-cut-preview-2.jpg?direct&300|}}</imgcaption>

J'ai ensuite utilisé le logiciel [[logiciels:jscut|]] //([[http://jscut.org/|]])// pour générer mon script d'usinage GCODE.//(<imgref image43>)// JScut est beaucoup plus facile d'accès que heekscnc, il fonctionne dans un navigateur, utilise directement des fichier svg en entrée, et permet aussi bien  de réaliser des découpe, que d'usiner des aplats //( ou "pockets")//

Pour un premier usinage j'ai utilisé la fonction de découpe de jscut pour découper le koala (logique). Sauf que la fraise que j'ai utilisé avait une hauteur de coupe inférieur à l'épaisseur de mon bois ce qui ne fut pas une bonne idée. Les copeaux ne pouvant plus être évacués la fraise s'est mise a chauffer, le bois a carboniser, etc ... .

Apprenant de mes erreurs j'ai refait un second programme gcode en utilisant la fonction "pockets" afin d'avoir un chemin de découpe plus large que la fraise utilisée et ainsi laisser la place au copeaux pour s'évacuer. Cela a pris un peu plus de temps que prévu au départ mais à bien mieux fonctionné. //(<imgref image4>)// L'idéal bien sur aurait été d'utiliser une fraise avec une hauteur de coupe plus importante.


L'usinage n'a cette fois ci pas été réalisé avec la fraiseuse proxxon mais avec la "fraiseuse numérique maison" du Carrefour numérique² que je je venais de remettre en marche. Le logiciel de pilotage, [[logiciels:cncjs|]] //(<imgref image42>)//, fraîchement installé est lui aussi bien plus ergonomique que celui fournis avec la fraiseuse proxxon (dommage qu'on ne puisse pas l'utiliser avec cette dernière).

Pour le "grelot" de ce hochet j'ai utilisé une rondelle en bois qui me restait du précédent et une grosse perle en bois poncée à la ponceuse stationnaire pour en aplatir les cotés.

Pour l'incrustation du nez et des yeux j'ai utilisé du noyer de plaquage de 0.3mm découpé à la découpeuse laser.//(<imgref image43>)// J'ai gravé le forme correspondante sur le hochet puis ai collé mes petit morceau de noyer dans les trous correspondant. Le bois de plaquage étant contre collé sur du papier kraft afin de le renforcer durant sa manipulation il ne faut pas oublier de le découper le motif en miroir (ici mon motif étant symétrique je n'aurait pas eu de problème). une fois la colle sèche utiliser une éponge humide pour décoller le papier kraft.

Puis comme pour les précédent hochets un petit ponçage avec un grain fin et quelques couches de vernis pour finir le joujou !

<imgcaption image43|Génération du gcode de découpe à partir du dessin svg avec JSCut>{{:projets:hochets_en_bois:koala-jscut.jpg?direct&300  |}}</imgcaption>
 
<imgcaption image42|CNCJS, pilotage de la découpe du koala>{{:projets:hochets_en_bois:koala-cncjs.png?direct&300  |  }}</imgcaption>

<imgcaption image43|Incrustation des yeux et nez, découpés dans du bois de plaquage de noyer.>{{:projets:hochets_en_bois:incustation-koala.jpg?direct&300 |}}</imgcaption>


===== Conclusion =====

  * La découpeuse laser permet une découpe rapide mais potentiellement difficile (fibres de bois mal coupées), et occasionne beaucoup de ponçage pour éliminer les faces "brulées".
  * La fraiseuse cnc est plus lente et un peu plus compliqué a prendre en mains mais  donne un résultat un peu plus propre. 
  * La fraiseuse cnc permet d'usiner des éléments en relief.
  * La découpeuse laser permet d'ajouter des incrustations pour embellir le résultat final.
  * On ne coupe pas au ponçage peu importe la technique de fabrication utilisée, le hochet étant destiné à des enfant en très bas age il faut poncer correctement pour supprimer tout bord ou arrêtes franche.
  * Attention à la hauteur de coupe des fraises utilisée en fonction de la hauteur du matériau à usiner.


===== Photos =====
{{gallery>:projets:hochets_en_bois:photos:}}
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