Comment concevoir une forme toupillée débutée et arrêtée en plein bois avec FreeCad
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La génèse du besoin et du pas-à-pas
Après quelques heures à me battre avec Freecad pour intégrer à une pièce des formes toupillées dont la côte longitudinale est inférieure à la longueur de la pièce support, j'ai trouvé une méthode satisfaisante.
Celle-ci n'est peut être pas la plus simple mais elle a toutefois le mérite de répondre au besoin.
La méthode exploite le procédé de balayage soustractif, c'est à dire le balayage d'un profil dessiné suivant un chemin, lui aussi dessiné. Le balayage du profil sur ce chemin a pour effet "d'enlever" numériquement de la matière.
Pour simuler une entame et une sortie en plein bois, ma première idée a été de concevoir un chemin de balayage rectiligne dont chaque extrémité est accolée à un arc de cercle -dont le rayon correspond à la trajectoire circulaire effectuée par les fers montés sur la tête de toupie.
Une tentative peu concluante
Cette méthode s'est avérée décevante, car elle générait un défaut d'aspect à l'une des extrémités. Cf. ci dessous, le résultat d'une tentative de quart de rond (rayon: 8mm) épaulé d'un double méplat de 1,5mm: présence d'une courbe difforme (entourée en rouge sur l'image) passant par un maximum, défaut qui se répercute sur la forme du quart de rond) et laissait apparaitre de la matière (flèche rouge) sous forme d'une dépouille disgracieuse que je n'ai pas pu résorber malgré de multiples réglages des caractéristiques du chemin de balayage (distanciation par rapport au chant de la pièce usinée) ou corrections de l'épaulement du quart de rond sur le profil de taille. A noter également que les traits figurant les jonctions entre les parties courbes et la partie rectiligne sont obliques. Ce phénomène m'a amené à supposer que la combinaison arc de cercle + droite + arc de cercle en tant que longueur finie d'un chemin perturbait les calculs géométriques de Freecad.
Un essai prometteur
En désespoir de cause j'ai tenté de voir comment se comporte Freecad en utilisant un chemin de balayage régulier et intégralement courbe de longueur "infinie", pour un profil en apparence moins complexe à caractériser: un profil de platebande associé à un chemin en cercle. Ci-dessous le résultat...encourageant.
L'atteinte du résultat recherché
Ce résultat concluant m'a conduit à tenter un balayage sur la base d'un chemin longitudinal dont les extrémités présentent une forme circulaire, le tout étant donc de longueur "infinie": une forme ovale.
En pratique c'est ce à quoi procède une toupie, à la différence près que la tête est fixe et que c'est la pièce qui bouge. Rapporté au parcours de toupillage, la tête de toupie et tous points d'attaque de ses fers définissent un plan de forme ovale.
C'est cette méthode qui est détaillée en pas à pas, pour former un quart de rond épaulé sur chant, et une mouchette arrêtée sur plat.
Ce pas à pas s'adresse aux débutants dégrossis (je ne prétends pas être plus expert que cela sur ce logiciel que je découvre depuis moins d'un an) maitrisant les notions de base: Dessin d'une pièce en 2 D + protrusion de celle-ci en 3D / gestion des ateliers Sketcher, Part Design, des Sketch dépendant ou pas d'un pad / gestion de l'arborescence (extinction temporaire d'un élément du projet) de Freecad dans le panneau "Vue combinée" / maitrise des 3 plans (XY, ZX, YZ) exploitables...).
Je précise que les tutos en ligne de JP WILLM et PHIL 86B m'ont été d'une aide précieuse pour m'approprier les bases de FreeCad (JP WILLM) et maitriser les propriétés des balayages additif, soustractif (JP WILLM et PHIL 86B)).
Pour rendre plus réaliste le résultat j'ai ajouté, à la pièce (le pad) support, deux mortaises.
Le déroulé de l'opération de taille virtuelle du quart de rond.
La forme du pad a été conçue sur le plan XY, d'une longueur de 800mm et d'une hauteur (future épaisseur en 3D) de 30mm. Cette forme a été "protrusée" sur une dimension (largeur en 3D) de 120 mm.
Le profil de quart de rond est aussi dessiné sur le plan XY. Il est dépendant du pad (la "face d'appui" du pad devant recevoir le profil a donc préalablement été sélectionnée).
La dimension caractéristique du profil est 50mm. Cette valeur va fixer les caractéristiques du chemin de balayage, car elle va déterminer le rayon de courbure de l'entame et de la sortie de forme. L'extrémité de forme du profil est contrainte à 100mm du bord gauche (axe Y) du pad.
Le chemin de balayage est dessiné sur un plan orthogonal à XY: XZ. Il est indépendant du pad "pièce support" (passer par l'atelier Sketcher pour cela et s'assurer qu'aucun Sketch n'est en surbrillance dans la vue combinée, avant de tracer le Sketch du chemin, sur le plan XZ ).
Son positionnement latéral tient compte de la "profondeur d'entame" attendue du profil.
Pour mémoire la largeur de la pièce support a "usiner numériquement" est de 120 mm. Le profil "quart de rond" fait 50 mm de long (= valeur de rayon d'entame / sortie). Le quart de rond épaulé, attendu, fait 8 mm (rayon) + 1,5 mm (épaulement), soit 9,5mm. L'axe du tracé ovale doit donc être positionné à 120mm+50mm-9,5mm = 160,5mm du bord de la pièce.
A noter: l'axe de demi cercle gauche est contraint à 150 mm du bord gauche (axe Z) du pad. Du fait d'un rayon de 50 mm, le trait matérialisant le "sommet" de la circonférence est donc à 100mm. Ce sommet correspond donc parfaitement à l'extrémité (dans le plan XY) du profil de quart de rond (on entrevoit sa position par les deux points blancs apparaissant sur l'arrête supérieure (flèches bleues). Ce principe de coïncidence se répètera évidemment pour l'extrémité opposée de la forme ovale, lors du balayage.
Il faut donc contraindre ou dimensionner correctement l'axe de l'autre demi cercle du chemin de balayage (800mm - 150 = 650mm).
Comme déjà évoqué, le profil quart de rond est dépendant du pad "pièce support" et aligné sur un plan parallèle à XY, distant de 120mm (c'est à dire la largeur de la pièce), le profil étant positionné sur la face de la pièce opposée a celle accolée au plan XY.
Ainsi que déjà indiqué, sa longueur caractéristique (50mm) constitue le rayon de la forme d'entame et de sortie du quart de rond.
Puisque la cote de l'entame de la "forme quart de rond épaulé" dans la pièce doit être de 9,5mm, il est nécessaire "d'éloigner" le profil quart de rond de la face du pad support. Pour comprendre cette nécessité il suffit de se dire que le profil est tournant... comme le serait un fer directement monté sur l'arbre de toupie. Cette distanciation passe donc par un décalage sur l'axe Z de 50 - 9,5 = 40,5mm.
Pour cela il suffit dans le panneau de gestion "Vue combinée" de sélectionner (un clic) le sketch correspondant au profil, puis d'appeler la fenêtre de gestion de sa position dans l'espace (les "..." en bout de ligne).
Un décalage de 40,50 mm sur l'axe Z est donc appliqué
Le résultat en 3D du prépositionnent du profil et de son chemin de balayage:
Après réglage de position du profil / l'axe Z, le moment est venu de balayer (... devant sa porte 
))
Dans l'atelier "Part Design" cliquer sur "Enlèvement de matière par balayage" après avoir préalablement sélectionné le Sketch de profil quart de rond dans la vue combinée.
Dans le panneau (Vue combinée) de gestion du balayage (onglet "Tâches") à la rubrique "Profil" / "Objet" le nom du profil (Sketch nommé "Profil quart de rond") est préchargé.
A la rubrique "Chemin le long duquel effectuer le balayage", cliquer sur "Objet" puis cliquer sur l'onglet "Modèle" pour accéder à la liste des Sketchs.
Sélectionner celui qui concerne le chemin de balayage à associer au profil. Cela a pour effet,
- de mettre le chemin en surbrillance (rouge dans la capture ci dessous),
- de faire disparaitre fictivement les deux Sketch qui ont été sélectionnés
- de créer une fonction "SubtractivePipe" dans laquelle ont été déplacés le profil et le chemin"
Dans l'onglet "Taches", Le nom du chemin est affiché à coté de "Objet"
Il ne reste plus qu'à cliquer sur Ok pour admirer le résultat:
La présentation "sans ombrage" semble révéler un défaut (décrochement) à chaque extrémité de la partie rectiligne. En fait c'est une illusion d'optique due au mode de présentation, qui fait apparaitre un trait de jonction entre la parie rectiligne et la partie circulaire de la forme.
En mode ombré, ce décrochement est inexistant
Le déroulé (moins détaillé) pour la mouchette
Pour la mouchette, le principe est identique (profil et chemin orthogonaux) mais sur des plans différents (YZ pour le profil, et XY pour le chemin).
Conception du Sketch de profil mouchette (atelier Part Design), dépendant du pad (sketch dépendant du bout de la pièce "posée" sur le plan YZ donc).
Profil en demi cercle (rayon: 5mm) tangent à la surface usinée, complété par deux arrêtes à 45°. Rayon d'entame / sortie de profil souhaité: 70mm. Mouchette centrée sur la largeur de la pièce, donc à 60 mm du plan XY
Position souhaitée de l'axe d'entame et sortie de la mouchette: 120mm des extrémités de la pièces => décalage du profil à cette valeur / plan YZ (flèches verte et bleue) .
Création du chemin de balayage sur le plan XY. Rayon de 70mm. Axe du balayage positionné à 65 mm de la surface à façonner (70mm - 65mm= 5 mm de "gravure" = valeur du rayon de la mouchette. La section demi cylindrique de la mouchette sera donc tangente à la surface de la pièce usinée.
Résultat final:
That's all folks 
Licence
Discussions
Cette technique me semble très intéressante.
Sur mes plans FreeCad, je fait les moulures de façon approximative.
Je vais essayer de mettre en œuvre cette méthode sur un prochain plan.
Merci pour le partage
Pour les plus experts en FREECAD il doit être possible de créer sa propre collection de profil pour usage au besoin. Un peu comme une collection de têtes de toupie à profil ou de fers. L'exercice dépasse mes compétences (trop fastidieux pour un amateur) car cela suppose la reproduction (pas trouvé l'équivalent d'un copier/coller multiplans pour le moment) pour reproduire le même profil 3 fois. Un pour pour chaque plan.
Chanfrein ou congé arrêté sur le forum freecad:
forum.freecad....pic.php?t=73911
Merci pour ce lien
Pas de doute, tu es bien sur Freecad.
Ouais ! On sent que le "biniou" a du potentiel, mais pas des plus simples - intuitifs à maitriser sur l'aspect paramétrique
.
Pardon pour le retard.
Je ne suis pas client, je trouve ce logiciel bidon. Combien de fois tu dois modifier ton processus de conception parce que le logiciel ne sais pas faire ?
En ce qui me concerne, je le trouve contre-intuitif. Je ne l'ai pas pratiqué récemment, mais le vers est dans le fruit, beaucoup d'annonces et peu de fonctionnalités.
Bonjour Pascaltech,
Je l'ai découvert en traînant mes guêtres sur le net. Il necessite une longue appropriation et d'avoir a concrétiser un projet (empiler des volumes de toutes formes pour apprendre, donc bouffer de la théorie, je ne suis pas client). Ce n'est évidemment pas compatible (rentable) si l'on est actif par ailleurs car l'apprentissage est très chronophage.
Je m'en suis concrètement servi pour avoir une idée des usinages (rainures, feuillures, tenons, mortaises, rien d'extraordinaire donc) a faire sur chacune des pièces de mon chantier de portes de placard servant de bibliothèque.
Cette "fabrication virtuelle" m'a permis de valider défricher (je n'ai aucune formation en menuiserie. Je remplace cette tare par du bon sens, de la logique et de l'anticipation
) le procédé de fabrication plus facilement qu'à partir d'un plan 3 vues en 2D.
En fait quand on a compris (ça date de quelques jours pour moi
) qu'il existe différents moyens d'exploiter un positionnement relatif d'un élément / à un autre (même quand ils sont dissociés) plutôt que de tout référencer (erreur du débutant) au zéro des 3 axes, l'exercice de conception devient plus simple.
Bonjour Xylopascal ,
Pour ta démarche d'apprentissage, je te conseille de te procurer un Guide du Dessinateur Industriel, même ancien, tu peux en trouver sur leboncoin pour 5€,tu auras toutes les bases du dessin industriel en plusieurs vues et même de la géométrie descriptive, ce que les boiseux appellent l'arêtier. En plus tu as les définitions normées des vis, boulons, écrous, ajustages, roulements, filetages, c'est orienté méca, mais c'est toujours utile.
Je te déconseille de continuer avec Freecad, ce n'est pas un bon logiciel de CAO, bien que je ne connaisse pas les dernières évolutions. Cette torture de l'esprit pour arriver à concevoir n'existe pas sur les autres logiciels de CAO que je connais. C'est vrai qu'à ce prix là, il n'y a rien d'autre.
Si tu es professionnel, je te conseille de regarder Cinéma4D, au prix de 719 € abonnement à l'année : maxon.net/fr/buy
Je ne l'ai jamais utilisé, mais toutes les critiques sont bonnes ; son modeleur est puissant, il est plutôt fait pour de l'animation.
Sinon, il y a solidworks, mais ce n'est plus le même prix.
J'ai laissé tomber Freecad lorsque j'ai constaté que la création d'un pied de table en réseau (reproduction d'une définition de pied par copie, symétrie ou translation) ne fonctionnait pas.
J'avais perdu les références, c'est dommage qu'il soit devenu payant :
C'est un logiciel de modelage 3D intéressant, très pratique, rapide à prendre en main.
Je te le conseille.
Bonjour Pascaltech ,
Je trouve ta critique de FreeCAD pour le moins un peu dure. "Logiciel bidon", c'est assez violent.
Tout d'abord, c'est un logiciel libre (et gratuit) qui ne bénéficie pas du budget des gros du secteur (solidworks, fusion, inventor, sketchup, ...) mais malgré ça, il s'en sort pas trop mal! Il tourne sur tous les OS, même avec des machines d'un certain âge.
Il n'est pas intuitif, ça je suis d'accord. Mais tout logiciel de 3D nécessite un temps d'apprentissage conséquent. Peut-être que FreeCAD demande encore plus d'efforts, c'est bien possible. Mais on peut néanmoins faire de très belles choses avec!
Si tous ceux qui achètent (louent) des logiciels de CAO faisaient des dons au projet FreeCAD, nous aurions en très peu de temps un logiciel génial qui profiterait à tous, partout dans le monde. En attendant, je continue de croire en FreeCAD et celui-ci continue de s'améliorer, de version en version.
Artanux C'est un point de vue défendable, à partir du moment où il n'est pas biaisé.
Je l'ai dit, à ce prix là, il n'y a rien d'autre.
Que tu acceptes de galérer parce que ce projet te passionnes, grand bien te fasse. En ce qui me concerne, je ne tire aucun intérêt financier à promouvoir d'autres logiciels.
Il me fait penser au mode de développement d'Autocad; mêmes gènes, lent, lourd, peu évolutif mais largement développé car facilement piratable, puis peu cher à l'achat, mais coûteux à l'utilisation : clic et clic et clic, ....
Je déteste l'imposture.
Artanux Sinon tu as SketchUp, à partir du moment où tu acceptes de partager tes créations.
Bonsoir Pascaltech
Je ne suis pas du métier (professionnel). Mon volume d'activité relève du hobby, du bricolage de précision dirais-je. Ilbne justifie pas que j'investisse des centaines d'euros dans un logiciel dont la licence est de plus en plus souvent a durée limitée (annuelle). Je me contente d'un outil 2D (QCAD) qui fait le job pour mes besoins, qui m'a coûté moins de 50€ une fois pour toute le jour où DASSAULT Systèmes (DS) a décidé de rendre payant et très cher son produit 2D, alors gratuit : Drafstight. Pour la 3D je me satisfait bon an mal an de FreeCad (avec son lot d'inconvenients), avant tout parce qu'il est gratuit tout en gardant à l'esprit que ce que j'ai vécu avec DS pourrait tout a fait se reproduire pour FreeCAd s'il devient trop populaire a terme (traduction: anormalement gratuit), donc suscite l'intérêt de quelques investisseurs cupides (pléonasme!
)
Xylopascal J'utilise aussi QCAD pour le dessin 2D, il est très bien et suffisant pour ce que j'ai à faire.
Merci pour ce pas à pas très détaillé et intéressant!
Je confirme que FreeCAD a beaucoup de potentiel mais qu'il n'est pas vraiment intuitif à maîtriser. Il faut s'accrocher au début...
Les tutos en lignes sont précieux mais malheureusement trop orientés "cas spécifique" et assez rarement boiseux. Ce qui manque -ou que je n'ai pas trouvé- c'est une présentation générale du potentiel et de ce qui différencie les ateliers ( je n'ai toujours pas compris l'avantage a tirer de l'atelier "Part" par rapport à son cousin "Part design")
Xylopascal : Ahah, j'ai le même questionnement sur ces deux ateliers...
Si vous êtes à l'aise avec l'anglais youtube.com/wa...h?v=_p7RcdZmKj4.
(et youtube.com/wa...h?v=BMJ-F7XCIR8)
Ben.... y date un peu mon anglais. Je vais essayer. Merci
Artanux: Mériterait d'être proposé avec un lot de flacons de lotion antichute de cheveux
Xylopascal :