schneiderj

Assemblage composite carbone et acier

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Bonjour,

j'ai trouvé le sujet ouvert par JMBeraud ( http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/032126.html extrêmement intéressant.

Je dispose d'un ancien télescope de type Pierre Bourge et j'envisage de récupérer l'axe horaire pour construire un nouvel instrument plus léger. Mais est-il possible de fixer une telle pièce (actuellement soudé sur des tubes carrés) sur une structure en carbone ?

Merci pour votre aide,
Jean-Marie

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Bonsoir Jean-Marie,

A prioi je dirai oui, mais avec une photo ce serait plus simple. Selon le type de pièce, je vois plusieurs possibilités: soit la pièce en acier est fixée vissée avec ecrou etc. sur la pièce en carbone (genre plaque), soit la pièce en carbone est équipée d'un insert et la fixation de fait directement dessus.

Mais encore une fois, avec une photo cela serait plus facile.

Amicalement,
JMarc

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Merci Jean-Marc pour ta réponse. Je ne suis pas chez moi en ce moment, aussi me suis-je permis d'emprunter une photo sur le site de [url = http://jf.brunelli.free.fr]jf brunelli[/url] sur laquelle j'ai entourée le boitier qui doit être fixé sur le composite :
.

un schéma du boitier et de l'axe :

et de ce que je voudrais faire :

J'espère que ceci est un peu plus explicite que mon premier poste.

Jean-Marie

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Oui, c'est plus clair merci. je vois que tu veux donc changer le support et la fourche, et j'imagine que c'est pour le poids de l'ensemble lors du transport. C'est la seule raison technique que je vois à un tel changement.

La solution à envisager dépend de ta maitrise de la réalisation de ces pièces.
Le plus simple sera de visser directement ton boitier sur les pièces hautes et basses en composite. Qu'elles soient sandwich ou non, tu pourras visser au travers, même sans inserts, à condition d'avoir les bonnes épaisseurs de peaux dans le cas du sandwich, et de mettre des rondelles.
Un peu pus compliqué mais à la portée de tout bon bricoleur, les inserts. Ils assurent une bien meilleures prise et sont la garantie de pièces qui dureront dans le temps surtout si il y a vissages/dévissages fréquents.

Maintenant il faut aussi, et c'est le plus important, savoir comment réaliser ces pièces, et quelles formes elles auront, sans forcément reproduire à l'identique l'existant.

JMarc

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Merci pour ces explications.

Et effectivement l'objectif est le gain de poids : actuellement cet instrument fait plus de 50 kg. En passant au tout composite (y compris le tube) le gain sera appréciable.

La technique du vissage me semble assez difficile à mettre en œuvre pour avoir quelque chose de solide dans le temps. Par contre la méthode des inserts me séduit d'avantage, mais je coince sur l'assemblage : comment avoir des pattes en partie supérieur du bloque des roulements ainsi que dans la partie inférieure et faire passer la base... C'est probablement ce que tu veux dire (en partie) par ta dernière phrase.

Assembler la partie supérieur, puis placer les fixations de la partie inférieur et assembler cette partie pour finir par l'assemblage final (coté de la base). Du point de vu forme de celle-ci je pense à la réalisation soit d'un cylindre ou d'un prisme triangulaire.

Jean-Marie

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Jean-Marie,

Je coince au niveau de la visualisation de la chose, même si tes dessins aident bien. De mon point de vue, et à la lumière de ce que je comprends des volumes, une espèce de boite ouvertes avec des pattes en haut et en bas qui dépassent pourrait également le faire.
Le mieux serait de dessiner si possible en 3D les pièces existantes "fixes", la pièce de connexion ou ses variantes apparaitront d'elles mêmes.
Bon courage,
JMarc

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dessiner en 3D... je n'en suis pas là ! J'ai tout juste de télécharger en début de semaine "Solid Edge 2D" et le prise en main est assez lourde. Alors en 3D je n'ose pas imaginer (enfin d'après ce que j'ai pu lire).

Lorsque j'aurai avancé sur le sujet et que j'aurai des schéma et photos explicite, je reviendrai probablement avec des questions plus précises.

Et encore merci pour ton superb poste !

Jean-Marie

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Bonjour,

je pense passer commande pour une première serie d'essai. Que pensez-vous de ce fournisseur allemand : http://cgi.ebay.de/2750g-gefulltes-Formenbauharz-Epoxydharz-Epoxidsystem-/350156289452?pt=Modellbauwerkzeuge ?

Pour la base de cette monture mon fils me propose de une solution avec 3 pieds ce qui me semble plus fonctionnel et probablement moins couteux :

Mais est-ce une bonne idée ?

Jean-Marie

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Bonsoir,

Cette résine n'est pas forcément un bon choix, elle est de couleur noire, et semble chargée. A tout choisir, et dans la mêm gamme de prix, je prendrai ça: http://www.sf-composites.com/p-AXSEPO201-systeme-epoxyde-de-stratification-epolam-2010-usage-general-pour-stratifies-et-coulee.htm

ou ça, un peu plus cher mais meilleur: http://www.sf-composites.com/p-AXSEPO2022-systeme-epoxyde-de-stratification-epolam-2022--tg-80-----impregnation-et-injection----disponible-en-1-et-5-kg.htm

Ceci dit, étant donné le genre de "boite", si j'avais à faire ceci, je n'utiliserai probablement pas les composites. En fait, je pense même qu'une tôle alu (4 ou 5mm) pliée ferait très bien l'affaire pour quasiment la même masse finale. C'est très économique et sacrément simple. Il suffit d'aller avec des plans de la forme à réaliser vers un atelier mécanique de la région équipé d'une plieuse et il pourra réaliser la pièce.

Ce n'est que mon avis, mais je pense que la masse ne sera pas très différente pour une smplicité autrement plus grande.

Amicalement,
JMarc

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Bonjour,

mon projet avance tout doucement. J'ai pratiquement terminé la vis sans fin et j'ai un driver du moteur pas à pas qui est près. Voici une photo du montage :

Pourquoi avoir réalisé le réducteur à vis sans fin ? En fait il va servir de base de travail pour mon fils qui doit préparer une étude pour la fin de cette année scolaire lors de la soutenance de ces concours (il est en MP).

L'objectif sera de tester différente configuration (nombre de filets de la vis, nombre de dents de la roue, type de transmission entre le réducteur et la roue placée sur l'axe horaire, réglage de la vis sans fin...).

Voici une photo de la roue (pour la suite je la monterai dans l'autre sans pour venir fixer une fourche directement dessus) : .

Vous allez me demander le rapport avec le début de cette discussion... en fait nous allons faire les essais sur la monture existante, équatorial donc, ce qui devrait simplifier l'acquisition de données.

La base de la monture azimutal sera en aluminium (suite à vos recommandation). Mais maintenant quel matériau utilisé pour la fourche ? Aluminium ou carbone ? Je pense que l'aluminium sera plus facile à travailler (mais sans pliure ni soudure) et je devrais être capable d'avoir une excellente précision sur les cotes. Le carbone sera plus léger mais sans doute me sera-t-il plus difficile d'avoir des cotes précises.

Merci de me faire part de vos expériences ?
Jean-Marie

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Je confirme Jean-Marie, je préconise encore l'alu pour le reste, voire acier si tu as des taraudages etc.
En tout cas bel ensemble, et tiens nous bien au courant de l'étude du fiston, ça peut être sympa à suivre,

JMarc

EDIT: je me rends compte qu'on ne se parle qu'à deux dans ce fil, bizarre non avec tous les bricolos du coin?

[Ce message a été modifié par JMBeraud (Édité le 25-11-2010).]

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Pouvoir souder les éléments d'une fourche est un immense avantage, c'est facile et le résultat en terme de rigidité est excellent, j'ai fais ça mais avec de l'acier, bien sur pour toi, l'alu serait mieux , le matériel de soudage est tout autre, mais je connais pas trop, c'est d'ailleurs une question qui m'interresse : comment souder de l'alu chez soi pour pas trop chère en matériel, il doit y avoir un truc genre poste à souder de l'alu ?
Par ailleurs si je comprend bien, tu va tailler des dents à la grande roue ? dans ce cas l'alu est à proscrire, en tout cas le coefficient de frottement est trés élevé et alors ça peu marcher bien à condition d'avoir une force d'appui de la vis contre la roue dentées trés modéré...l'assemblage des éléments de la fourche pourrait être fait par un artisan, la soudure , cela demande bcp de pratique...

Un logiciel super bien pour faire de beaux dessins techniques,la prise en main est facile et rapide , je le recommande vivement : http://www.commentcamarche.net/download/telecharger-216-paint-net

[Ce message a été modifié par constructor (Édité le 25-11-2010).]

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Il faut étudier tout d'abord quel forme , section, structure est souhaitable pour la fourche, des nervures assez épaisses pourrait être taraudé et d'autres plaques plus minces vissées dessus pour tout les côtés, prévoir des renforts au centre sur la base de fourche à l'intérieur prés de la fixation de l'axe, enfin faut voir, tout dépend des contraintes acceptables et de l'épaisseur des éléments , en fait pour pouvoir discuter il faudrait en savoir plus sur la fonction du scope et sur le design de fouche, donc des dessins plus élaborrés serait bien.

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quote:
Je confirme Jean-Marie, je préconise encore l'alu pour le reste, voire acier si tu as des taraudages etc.
En tout cas bel ensemble, et tiens nous bien au courant de l'étude du fiston, ça peut être sympa à suivre,

JMarc

EDIT: je me rends compte qu'on ne se parle qu'à deux dans ce fil, bizarre non avec tous les bricolos du coin?


Bizarre, bizarre effectivement.

Donc elle sera en alu. Mais pas soudé comme le propose constructor... vu le nombre de pièce que je vais avoir à faire tourner je suis en train de me demander si je n'aurais pas meilleur temps d'acheter un petit tour. Mais ma cher épouse ne voit pas cette idée d'un très bonne oeil ! Alors si je dois en plus m'équiper pour faire de la soudure de haut vol (sans compter que mes derniers essais pratique remontent à plus de 30 ans.) je n'ose même pas imaginer

Jean-Marie

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quote:
Il faut étudier tout d'abord quel forme , section, structure est souhaitable pour la fourche, des nervures assez épaisses pourrait être taraudé et d'autres plaques plus minces vissées dessus pour tout les côtés, prévoir des renforts au centre sur la base de fourche à l'intérieur prés de la fixation de l'axe, enfin faut voir, tout dépend des contraintes acceptables et de l'épaisseur des éléments , en fait pour pouvoir discuter il faudrait en savoir plus sur la fonction du scope et sur le design de fouche, donc des dessins plus élaborrés serait bien.

Merci pour le lien vers ce logiciel de dessin. Pour l'instant j'utilise FreeCad. Il est vraiment simple à utiliser et permet de bien visualiser le futur objet. Par contre il pèche pour l'instant sur l'impression des plans qui n'ont pas de côte. Mais suite à nos discussions ils vont regarder cet aspect vers la fin du mois de décembre.

Pour ce qui est de la conception de la fourche, j'apprécie ta proposition. Je te propose de soit passer les plans directement au format FreeCad, ou une impression pdf. pour te montrer ce que cela donne voici un lien vers mon réducteur à vis sans fin : http://schneiderj.net/Mecanique/document1.pdf .

Et juste une idée comme cela en passant : pourquoi ne pas rigidifier la fourche en lui mettant une peau en carbone à la place des soudures (les pièces étant liées entre elle au moyen de vis/trous taraudés ?

Jean-Marie

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Salut, en effet le dessin ,3 D en plus, est bien, je comprend que tu préfère ton logiciel... Alors vas-y pour la fourche, en pdf, faut bien imaginer quel résultats tu veux obtenir et quels sont exactement les sections d'aluminium que tu vas choisir . Enrober tout dans du carbone me parait pas une bonne idée. Au fait, c'est pour quel usage cet fourche en alta ? Cette fourche sera surement à peu prés comme celle en bois, de même forme et section, je suppose, donc il faut découper 2 U dans de la plaque de forte épaisseur, minimum 10 mm , question , avec quel moyen découper ça ? moi, j'ai pas la réponse, une faible épaisseur , je dirai à la scie sauteuse , mais là , épaisseur + longueur de découpe ça serait trop hard.Avec des morceaux tout droit , c'est différent un artisan équipé peut te faire toute les découpe en 1 petite heure, sauf que dans ce cas, il te faudrait faire de l'assemblage bout à bout, donc soudure...d'ailleurs, je vois pas l'avantage de l'alu dans ce cas, c'est deux fois plus léger que l'acier, mais deux fois moins résistant, autrement dis en acier, tu peux faire deux fois plus mince , pour un même poids et résistance qu'avec de l'alu, l'acier se soude bien, mais faut de la pratique.Et une peau de carbone sur ta fourche en bois ? avant faudrait simplement retravailler la partie fixation de l'axe...Selon ton choix final, tu dois tout prévoir avant de décider, comme les moyens de l'usinage.

[Ce message a été modifié par constructor (Édité le 27-11-2010).]

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Comme Philippe (bienvenue dans ce post à trois!), je ne te préconise pas de mettre des peaux carbone sur de l'alu. Dans ton cas,n reter en toute alu ou effectivment re-basculer en acier avec la "facilité" de soudure.

On sent que le composite te chatouille, il faudra trouver un autre pretexte je le crains!

JMarc

PS: et pour "vendre" le composite à ta femme sur une prochaine bricole, dis lui qu'il n'y a pas besoin d'achteter un tour pour ça...

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Bonsoir et avec un peu d'avance bonne année !

Je n'ai pas eu beaucoup de temps pour avancer ce projet, mais suite à vos commentaires unanimes je laisse tomber le carbone pour la fourche. Et je vais reprendre l'ancienne du Pierre Bourges : je vais devoir la modifier un peu pour qu'elle soit supporté pas l'axe, mais avec un peu d'aluminium cela devrait aller. La seule chose que je vais lui demander c'est de pouvoir faire des relevés d'erreur périodique avec mon tube actuel.

Par contre il va falloir que je fasse un collier pour le placer sur la fourche. Et là je vais prendre du carbone ! Ne me dite pas non, c'est pas ce qui se fait de mieux, etc...
La décision est prise. Par contre je veux bien que vous me fassiez des commentaires sur la manière de la concevoir ! Je devrais poster mes premiers plans vers la fin du moi de janvier (le fiston va avoir besoin de données pour continuer sa partie !).

Bonne fin d'année
Jean-Marie

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Bonjour,

Utilisant certains éléments cités ci-dessus dans mon cadre professionnel, je réagis à certaines "orientations" technologiques. C'est mon retour d'expérience :

- Serrer une vis / un élément directement sur le carbone (même avec une rondelle) : Il va y avoir un phénomène de relaxation ("tassement" du carbone sous l'effort de la vis) qui entrainera une perte de tension progressive dans la liaison vissée. Une des technique pour contrer cela est de resserrer la liaison régulièrement (toutes les 6h, 12h, 24h ou 36h, ça dépend). Et là il vaut mieux avoir un couple mètre, avec une bonne idée du couple à obtenir. jusqu'à ce que ça ne bouge plus. Le risque est qu'ont arrive facilement à fragiliser le carbone...
Une des solutions est effectivement d'utiliser des inserts empotés ou de bordure (en alu de pref.)
En général, on ne colle pas avec de la résine, on colle avec de la colle (c'est fou, non ?). Voir chez Stycast, 3M ou Hysol.

- J'ai vu des liens menant à la résine epoxy EPOLAM. J'utilise la 2080 avec différents durcisseurs (et donc pas celles citées). Sans le cyclage thermique préconisé par le fabricant (et à respecter scrupuleusement !), structurellement elle ne vaut RIEN. Elle est fragile et cassante.
Maintenant, si on applique le cycle cette résine en l'usilisant pour coller un élément sur du carbone, il y a de grosses contraintes thermoélastiques qui se crée entre la résine et les plis carbone. Les 2 matériaux ne se comportent pas de la même façon face à la chaleur (surtout quand on est en phase de refroidissement).
Pour palier à cela, on peut charger la résine en petites fibres de carbone.

- Les structures en carbone sont des éléments dit "organique", dimensionnellement ils sont sensibles à la température et à l'humidité. Je ne sais pas les tolérances dimensionnelles exigées par les télescopes amateurs terrestres.

Quand à l'alu, c'est très bien, on construit des satellites entièrement avec ça ! Mais il faut bien choisir la nuance et dans le temps (une dizaines d'années ?) ça perd de sa rigidité.

Pour le filetages, un filetage en alu c'est quand même bien mieux qu'un en acier... On passe plus d'effort et ça grippe moins.

[Ce message a été modifié par Ska (Édité le 22-01-2011).]

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Bonsoir Ska (un prénom peut-être? ),

Je réagis bien amicalement aussi à ce que tu dis.

1) Serrage sur carbone: oui c'est vrai, mais c'est fifrelesque et absolument pas dans les problèmes les plus souvent rencontrés dans nos engins. Comme tu le dis les inserts sont la solution.

2) On colle avec de la colle. Ah, oui, pas bête... Non sans rire, ici on ne fait pas des satellites, coller à l'époxy ça peut être costaud, et largement suffisant. BIen sûr si on colle de l'alu sur un pli stratifié, il faut éviter de chauffer la pièce alu avant.

3)Cycle de cuisson: Oui, en général il vaut mieux utiliser les cycles préconisés, mais c'est vrai pour toutes les résines...

4)Variations dimensionnelles des composites carbone: Je ne crois pas me tromper en disant que par rapport à la plupart des métaux c'est peau de balle.

5) "L'alu est très bien on fait des satellites avec". Absolument, et des avions mêmes, depuis plus de 30 ans... Mais puisque tu es de la partie, tu dois voir passer quelques structure et pièces en carbone aussi, haut module. Niveau rigidité et stabilité dimensionnelle c'est autre chose.

Une remarque générale, il faut mettre les constructions amateurs au niveau des moyens, contraintes et besoins des amateurs. Pas besoin d'aller chercher la perfection exigée dans certains domaines de pointe, ce serait la meilleure façon d'éloigner ces techniques des intérêts amateurs, enfin c'est mon sentiment.
Ensuite il est clair qu'il faut respecter certaines règles de base, faut pas déconner non plus! .

Amicalement,
JMarc

[Ce message a été modifié par JMBeraud (Édité le 22-01-2011).]

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Nnn c'est clair c'est pas top, mais si c'est pas trop mnté/déomonté/monté/démonté etc, c'est quand même tenable.
JMarc

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Ska :Quand à l'alu, c'est très bien, on construit des satellites entièrement avec ça ! Mais il faut bien choisir la nuance et dans le temps (une dizaines d'années ?) ça perd de sa rigidité.

Je crois pas qu'il y est de l'alu dans les satellites, ni dans les avions , des alliages à base d'alu oui, bon c'est ça que tu voulais dire ?
Mais en tout cas je crois pas du tout que les propriétées de résistance de l'alu ou des alliages d'alu baissent dans le temps et parler d'une dizaine d'années n'a aucun sens !
tout dépend des éventuelles facteurs de corosion présents et des efforts produisant de la fatigue du métal.
Attention à ceux qui monte en avion, avant d'embarquer demandez bien la date de fabrication de l'avion !
Ska :

Pour le filetages, un filetage en alu c'est quand même bien mieux qu'un en acier... On passe plus d'effort et ça grippe moins
T'es sur là ?

[Ce message a été modifié par constructor (Édité le 22-01-2011).]

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