Zmorph
Zmorph
Présentation générale
La Zmorph est une machine de fabrication numérique multifonction destinée au prototypage et à la production de petites séries. Elle combine plusieurs technologies au sein d’une seule plateforme :
- Impression 3D (fabrication additive)
- Gravure et découpe laser
- Fraisage CNC
L’ensemble des opérations est piloté depuis une interface logicielle unique, permettant de centraliser la préparation et l’exécution des travaux.
Logiciel de pilotage : Voxelizer
Le logiciel Voxelizer est utilisé pour configurer et piloter la Zmorph.
Fonctions principales
- Importation de modèles 3D et fichiers vectoriels
- Paramétrage des opérations laser et CNC
- Gestion des Toolheads (têtes d’outil)
- Génération du G-code
Bien que relativement limité et parfois instable, Voxelizer couvre les fonctionnalités essentielles nécessaires à l’exploitation de la machine.
Formats de fichiers pris en charge
- Modèles 3D : .STL, .OBJ
- Images raster (laser) : .PNG, .JPG
- Fichiers vectoriels (découpe) : .DXF
- Autres formats selon les modules installés
Toolheads (Têtes d’outil)
La Zmorph fonctionne avec des têtes interchangeables adaptées à chaque procédé :
- Laser Toolhead : gravure et découpe laser
- CNC Milling Toolhead : fraisage et gravure mécanique à l’aide d’une mèche
Le choix et la configuration correcte du toolhead sont indispensables avant toute opération.
Procédure de Homing
Le Homing correspond à la procédure de référencement des axes.
Home All Axis
- Recherche les capteurs de fin de course
- Définit la position d’origine (0,0,0)
- Ne modifie pas les paramètres de configuration
Home to Center
Positionne la tête au centre de la zone de travail.
Dimensions utiles :
- Axe X : 235 mm
- Axe Y : 250 mm
- Axe Z : 165 mm
Coordonnées du centre :
- X = 117,5 mm
- Y = 125 mm
- Z = 92,5 mm
Un homing complet est recommandé avant chaque nouvelle opération.
Gravure laser
Procédure recommandée pour la gravure sur bois
- Configurer les paramètres de gravure dans Voxelizer
- Retirer temporairement la plaque de la machine
- Exécuter Home All Axis
- Régler X, Y, Z à 0
- Exécuter Home to Center
- Régler X = -85
- Régler Y = -55
- Régler Z = 20
- Remettre X, Y, Z à 0
- Régler la puissance du laser à 65 %
- Régler la vitesse à 90 %
Les paramètres peuvent être ajustés selon le matériau.
Fraisage CNC (CNC Milling Toolhead)
Paramètres essentiels
- Starting Height : position initiale de la mèche au-dessus de la pièce
- Offset (hauteur) : distance initiale entre la mèche et la surface (mm)
- Final Depth : profondeur finale atteinte
- Offset (profondeur) : profondeur totale de gravure
- Operation Tool : type et diamètre de la mèche
- Cut Speed : vitesse d’avance en coupe
- Move Speed : vitesse hors coupe
- Lead In/Out Speed : vitesse d’entrée et de sortie
Direction de fraisage
Climb Milling
- Finition plus propre
- Moins d’éclats
- Efforts mécaniques plus importants
- Recommandé pour les découpes
Conventional Milling
- Plus stable
- Adapté aux CNC légères
- Peut générer plus d’éclats
- Recommandé pour les gravures
Max Stepdown
Le Max Stepdown correspond à la profondeur retirée à chaque passe.
Exemple : Pour une profondeur de 3 mm avec un stepdown de 1 mm :
- 3 passes successives de 1 mm
Recommandations d’outillage
- Mèche standard : 3,175 mm
- Pour une découpe traversante, ajouter 0,2 mm à la profondeur théorique
Conception de PCB avec KiCad
KiCad est un logiciel de conception électronique (EDA) permettant la création de circuits imprimés (PCB).
Formats d’exportation
Fichiers .gbr (Gerber) :
- Pistes en cuivre
- Contour de carte
- Sérigraphie et masque (optionnel pour CNC)
Edge_Cuts.gbr : définit le contour du PCB.
Fichiers .drl :
- Données de perçage
Conversion en G-code : Line Grinder
Line Grinder est un logiciel permettant de convertir les fichiers issus de KiCad en G-code compatible CNC.
Procédure
- File → Open
- Charger F_Cu.gbr (pistes)
- Importer Edge_Cuts.gbr (contour)
- Importer le fichier .drl (perçages)
Line Grinder ne permet pas l’exécution simultanée de plusieurs types de fichiers. Il faut d’abord graver les pistes, puis effectuer le perçage.
Types de perçages
PTH (Plated Through Hole)
- Trous métallisés
- Connexion électrique entre les couches
La Zmorph ne réalise pas la métallisation interne. Elle peut uniquement percer les trous.
NPTH (Non-Plated Through Hole)
- Trous non métallisés
- Utilisés pour fixations mécaniques
Diamètres recommandés
- Pistes (F_Cu.gbr) : fraise 0,2 mm à 0,3 mm
- Perçage (PTH.drl) : fraise 0,8 mm à 1,2 mm (selon diamètre du trou)
Conclusion
La Zmorph est une solution polyvalente de fabrication numérique combinant impression 3D, gravure laser et fraisage CNC. Associée à Voxelizer, KiCad et Line Grinder, elle permet de couvrir l’ensemble du processus de prototypage mécanique et électronique dans un environnement intégré.