1.1 Le principe de la découpe à quatre axes
Un fil résistif, chauffé par un courant électrique, est déplacé à travers un bloc de polystyrène (EPS ou XPS), de Dépron ou d’EPP par une machine à commande numérique. Quand la chauffe est bien réglée, le fil ne touche pas la matière : elle se vaporise juste avant le contact, sur une largeur qu’on appelle la saignée. La machine est pilotée par HotWire4X, installé sur un ordinateur relié à l’interface électronique de la machine par un câble USB.
C:\Github\hotwire4x-site\src\assets\captures\manuel\presentation-machine.pngUne machine à fil chaud à quatre axes vue de trois quarts : les deux chariots, le fil tendu entre eux, un bloc sur le plateau. Photo ou schéma.
Une machine à quatre axes déplace chaque extrémité du fil indépendamment : le chariot du côté 1 (en bleu dans le logiciel) et le chariot du côté 2 (en rouge), chacun suivant sa propre trajectoire dans son plan vertical. Le fil, tendu entre les deux, balaie ainsi une surface réglée : un panneau d’aile trapézoïdal, un cône, une pièce dont les deux faces diffèrent.
Un projet HotWire4X décrit donc deux trajets, un par côté, leur écartement (la distance entre les deux plans de découpe, c’est-à-dire la largeur du bloc), leur position relative (la flèche horizontalement, le dièdre verticalement) et la position du tout dans le bloc de matière.
Deux points font la qualité d’une découpe à quatre axes :
- la synchronisation : le fil passe en même temps par les points de même numéro des deux côtés ; les deux trajets doivent donc avoir le même nombre de points, répartis de façon à ce que le fil ne se mette pas en biais (chapitre 4) ;
- la compensation de la saignée : le fil est décalé d’une demi-saignée par rapport au dessin, et comme un côté avance souvent moins vite que l’autre, la saignée n’a pas la même largeur des deux côtés. HotWire4X la calcule segment par segment à partir de deux mesures faites une fois pour toutes sur chaque matière (chapitres 5 et 7).
La découpe à deux axes, où les deux extrémités du fil suivent la même trajectoire (lettrages, plaques, silhouettes), est un cas particulier : les deux côtés reçoivent le même trajet, ce que le logiciel fait de lui-même quand on n’importe qu’un seul trajet. Il n’y a donc pas de mode « 2 axes » séparé.
1.2 Ce que HotWire4X permet
Le logiciel est organisé en onglets, chacun consacré à un type de pièce ou à une étape :
- Aile : un panneau ou une aile complète en plusieurs panneaux, à partir de profils d’aile, avec flèche, dièdre, vrillage, et les éléments de structure (coffrage, longeron, charnière, saignée, bord d’attaque en X). L’onglet prépare lui-même les découpes.
- Tronçons : un fuselage ou un volume découpé en sections successives, dessinées à main levée par des courbes lisses, puis rangées automatiquement sur des plaques.
- Vues : un volume obtenu par deux silhouettes (une vue de côté et une vue de dessus par exemple) découpées dans un même bloc tourné d’un quart de tour entre les deux passes.
- Assemblage : la maquette en trois dimensions de tous ces éléments, pour vérifier les proportions.
- Conception : l’atelier général, où l’on importe ou construit les deux trajets de n’importe quelle pièce, point par point.
- Découpe : la préparation et l’exécution de la découpe sur la machine.
Deux outils complètent l’ensemble : la vectorisation d’une image (un logo, un dessin, une photo détourée deviennent un trajet) et la banque d’images de référence (un plan ou une photo placés derrière les dessins pour les décalquer).
Tout ce qui n’a pas son onglet dédié se fait dans l’onglet Conception, qui accepte n’importe quel trajet fermé ou ouvert, importé d’un dessin vectoriel ou composé dans le logiciel : lettrages et logos en relief, plaques et coffrages, moules, cônes et pyramides, tranches et débits de plaques (la guillotine), dressage d’un bloc, pièces d’emballage, décors de maquettes. Le seul impératif est celui du procédé : la pièce doit pouvoir être balayée par un fil droit.
1.3 Matériel compatible
HotWire4X pilote les machines équipées de l’une de ces interfaces :
- un Arduino Mega 2560 avec une carte RAMPS 1.4 et le firmware GRBL Mega 5X de HotWire4X ;
- une BigTreeTech SKR Pico v1.0 avec le firmware grblHAL de HotWire4X ;
- l’interpolateur IPL5X du 5X-Project, utilisé par les machines FilChaudNX et CNCFAB.
Le logiciel fonctionne sous Windows 10 et 11 (64 bits) et sous macOS (Apple Silicon : puce M1 ou plus récente). Le détail du matériel, des cartes et des firmwares est sur la page prérequis techniques du site.
La conception, la configuration de la machine et ses tests sont libres ; une licence (chapitre 16) débloque l’export du G-code et la découpe directe par USB.