le fraisage à commande numérique abordable

Bonjour à toutes et tous,
On se retrouve aujourd’hui pour le test d’une fraiseuse à commande numérique sortie il y a un peu plus d’1 an, mais toujours d’actualité, la TTC 450 de Two Trees.

Pour donner une idée de la taille finale par rapport à un mug…

La marque

En tant que maker, la marque Two Trees ne doit pas vous être inconnue, puisqu’active tant sur le créneau des imprimantes 3D (FDM), que celui des graveurs (Laser et fraiseuses type CNC) ainsi que la fourniture de matériels et de matériaux.

Créée en 2017, comme beaucoup d’autres dans la province de Shenzen, la marque s’affirme comme l’un des plus grands fabricants, avec bien évidemment ses propres entités de R&D, de production et de distribution, que ce soit sur les imprimantes, les graveurs, les accessoires et pièces détachées ou les filaments.

A ce jour, la société emploie plus de 200 personnes et réalise plus de 40 millions de dollars en chiffre d’affaires annuel (données 2024), portée par sa créativité et son innovation, tout en visant, bien évidemment, l’excellence et en respect de l’environnement!

Présentation de la Two Trees TTC 450

La marque, comme bien d’autres, a ouvert le bal des fraiseuses à commandes numériques avec des modèles dît “3018” (assez souples et de faibles puissances permettant avec une surface de travail réduite – 30cm par 18cm d’où le nom- de travailler des surfaces tendres, essentiellement du bois).
Two Trees nous propose désormais des fraiseuses plus haut de gamme, avec un châssis plus rigide, une surface de travail conséquente ainsi que la possibilité de monter en puissance pour attaquer des matériaux plus rigides (Plexiglass, PVC, et même aluminium)!
La TTC 450 propose donc : 

• un espace de travail de 460mm x460mm et 80mm en hauteur
• Un broche de 80w atteignant 7000 tours/min
  • en option, une broche 500w montant à 12000 tours/min
• un châssis tout métal, rigide et avec une visserie renforcée, ce qui peut permettre la réalisation de petites séries et quasiment tout type de productions personnelles
• un contrôle sur 3 axes avec des endstops, permettant une précision de 0.01mm (10 microns) 
• pour la sécurité: un bouton d’arrêt d’urgence
• utilisable en connectant un PC ou une app (en filaire ou en wifi) et avec un écran tactile

La machine est livrée dans un beau carton bien lourd… assemblée à 70%… mais qui nécessite quand même quasiment 3 heures de montage (annoncées), pour ma part, j’ai mis environ 2h sans trop me presser.
Vu le poids du carton et une fois assemblée, si besoin, ne prenez pas de risque et n’hésitez pas à vous faire assister pour déplacer l’ensemble.

Le modèle qui nous intéresse est franchement déjà bien né, avec des endstops et des vis à bille sur tous les axes, ce qui permet une bonne précision et une bonne longévité également (par rapport aux modèles à courroie par exemple), un bel écran de contrôle tactile (qui aurait gagné à avoir quelques pouces de plus…) et un équipement en adéquation, avec un palpeur de niveau et des fraises!
Si vous optez pour le module 500w en option, un nouveau système de fixation (plus solide) est fourni, ainsi qu’une alimentation dédiée avec réglage de la vitesse, et tout un nouvel assortiment de fraise!.

Franchement, à ce niveau de prix, TwoTrees fait fort.. très fort!
Que ce soit au niveau de la fabrication que de l’équipement fourni.

Au niveau logiciel, la compatibilité est assurée avec les logiciels “standards”:

• Carveco
  • logiciel payant, 15€/mois ou 180€ par an…
• Easel
  • Version complète disponible à l’essai, puis payant (150€ par an environ) par la suite pour disposer de toutes les fonctionnalités.
    La version limitée reste gratuite et permet de travailler, mais est limitée au niveau des polices et surtout des types de fraises utilisables
• Control Candle
  • La clé fournie contient une version de CANDLE  pas toute récente, forcément, le logiciel n’évoluant quasiment plus depuis quelques années, il s’agit donc de la version stable 1.1.7 (de 2017 qui utilise GRBL1.1).
    Il existe un fork “expérimental” qui lui n’évolue plus depuis 2021 (CANDLE 1.2b en version 15). Ces versions, vu leur âge, peuvent poser des soucis sur certains ordinateurs, Defender par exemple (sur windows) pouvant bloquer l’exécution pour raison de sécurité.
    Il ne faudra pas oublier d’installer le driver qui va bien également, afin que le TTC 450 soit reconnu par l’ordinateur.
• Artcam
  • Logiciel d’autodesk, discontinué depuis … 2018!

Je vous mets une copie de la clé, on ne sait jamais, et pour ma part les tests seront faits majoritairement avec Candle.

Assemblage… (Ovostable… réf de vieux…!)

je vous propose de visionner l’unboxing et l’assemblage de la bête.

A ce niveau, rien de bien spécial, comme pour une imprimante, vu le volume, prévoir la place en conséquence, et le maître mot, c’est de prendre son temps, de bien lire la notice – bien détaillée – pour ne pas faire d’erreur, et tout se passe plutôt bien! Il y a juste une ou 2 références avec une petite coquille, mais rien de bien méchant.

Et en parlant d’erreur, ne faites pas comme moi (dans la vidéo): positionnez le martyr dans le bon sens dès le début!… des vis affleurantes  ce n’est pas pratique pour avoir des surfaces à graver/découper positionnées à l’horizontal…

Sur la clé USB et sur le site de TT, vous trouverez également les vidéos d’assemblage

Une fraisage à commandes numériques c’est quoi

Une machine outil à commande numérique est une machine dotée de… commandes numériques. 

On parle de CNC (Computer Numerical Control) lorsque la commande numérique est assurée par un ordinateur.
Donc la fraiseuse fait partie de la catégorie des CNC, et par abus, on les dénomme souvent CNC… mais toutes les CNC ne sont pas des fraiseuses: les imprimantes 3D ou les graveurs laser font partie des CNC!

+ =  

Donc à l’instar des imprimantes 3D ou des graveurs lasers, la fraisage à commandes numériques, pour faire simple, c’est un châssis mobile sur 3 axes , sur lequel on a mis un moteur rotatif du même type que ceux qui équipent les perceuses ou les défonceuse s, dénommé “broche” dans ce cas.
Ici, la broche est équipée d’un collet standard ER11 permettant de fixer des fraises de différentes formes afin de graver, percer, découper les matériaux fixés sur le martyr (la surface de travail).

Par contre, à noter qu’une affleureuse ou une défonceuse n’est pas prévue pour ce type de travail, à savoir tourner à haute vitesse pendant des dizaines de minutes voire des heures… Les roulements risquent de ne pas apprécier…

Autre point de ressemblance, ce type de carte mère MakerBase devrait rappeler des souvenir à certains…

Spécificités et chaîne logicielle : 

Bien que proche, l’utilisation d’une fraiseuse de ce type diffère des imprimantes 3D ou des graveurs lasers.

Déjà l’impression FDM, c’est de l’ajout de matière, alors que le laser et la fraise se rapproche, s’agissant de retrait de matière.
Sur une imprimante, on prend le modèle STL (Thingiverse, Cults3D….) que l’on l’adapte sur le plateau, on le découpe avec son slicer préféré et on imprime, soit directement depuis le slicer, soit sur la machine.
Avec le laser, on part d’un modèle vectoriel (DXF/SVG que l’on peut trouver sur Ameede, thingiverse par exemple) ou d’un tracé, et le logiciel GRBL va gérer la gravure et/ou la découpe en fonction des paramètres de couple vitesse/puissance, on se rapproche également un peu du fraisage.

Pour le fraisage, on va parler de 2.5D, il n’y a pas de marquage en surface, on va attaquer physiquement la matière plus ou moins profondément. On parlera alors de pochage, – soit creuser des vides plus ou moins profond – en gérant l’attaque – vitesses de rotation et de déplacement de l’outil ainsi que la plongée- et le détourage, soit la découpe du contour de la pièce pour l’enlever du support de matière.

La fraiseuse CNC demande donc une utilisation légèrement différente, utilisant 2 types de logiciels.
Ce test n’est pas une formation aux logiciels CAD et CAM (La génération de parcours, c’est le CAD pour “Computer Aided Design”, le pilotage de la fraiseuse c’est le CAM pour “Computer Aided Manufacturing”, juste à noter que j’utilise majoritairement CANDLE et EASEL:

1. on part d’un vectoriel (SVG, DXF par exemple)
2. on l’importe dans un logiciel de génération de parcours d’outils, qui va générer un fichier nc (un format de gcode)
3. et ce gcode sera interprété par un logiciel de pilotage de la fraisage

Même s’ il existe également des logiciels qui font le tracé et le pilotage, il y a donc une montée en compétence, une phase d’apprentissage supplémentaire par rapport à la gravure laser ou à l’impression 3D FDM, et également de la terminologie utilisée..

Et le résultat obtenu dépendra non seulement du paramétrage logiciel, mais également de l’outil (la fraise utilisée) qui donnera un résultat tout à fait différent suivant sa forme.

Autres différences au niveau du résultat, par rapport au laser:

• le faisceau laser est très fin, donc les angles obtenus pourront être assimilé à des angles “parfaits”, par exemple, un mouvement perpendiculaire sera assimilé à un angle droit. Les fraises occupent un volume circulaire (forcément avec la rotation), donc les angles seront assimilés à des courbes, plus ou moins prononcées: facteur à prendre en compte pour les assemblages par exemple.
• Avec le laser, on peut attaquer plus ou moins la matière en volume, en la brulant/vaporisant, mais c’est assez empirique et aléatoire, la matière n’étant pas forcément uniforme (par exemple sur du bois, en fonction des nœuds, de la colle…) Avec le fraisage, on attaque directement la matière, et en fonction de la précision de la machine, on gère la profondeur de travail précisément.
• De plus, autant le laser brûle, donc laisse des cendres et des traces noires quasi indélébiles, la CNC – sauf pb de réglage- ne brûle pas; et ne laisse pas de marque noire…
  De même, là ou avec le laser on aura des fumées et de la poussière, la fraiseuse générera de la poussière et des copeaux… plus lourds et donc moins volatiles.

On se retrouve dans la même problématique que les Imprimantes ou les graveurs, les tests sur les matériaux sont indispensables afin de régler les paramètres au mieux afin d’utiliser votre fraiseuse sur la durée et optimiser l’utilisation des consommables (les fraises), y aller plein pot avec des passages trop profond ou pas adapter à l’outillage, c’est la meilleurs solution pour au mieux casser la fraise et au pire détruire la broche…

Et de même qu’un laser, on reste à proximité lors du fraisage, un blocage pour x ou y raison, vu les vitesses de rotation, peut potentiellement causer un accident ou un incendie…

Les tests

La TTC 450 vient livrée avec une broche de 80w, tournant à 7200 tours/min.

En option, il y  une broche 500w, tournant à 12000 tours/min.

On va passer rapidement sur la broche 80w, pour tester plus avant la broche 500w, qui forcément offre plus de possibilité!

Mise à niveau

Première étape essentielle avant tout travaux, la mise à niveau!
A la différence que pour l’imprimante on fait la mise à niveau sur le plateau, avec la fraiseuse, comme le graveur laser, la mise à niveau se fait sur le matériau.

La mise à niveau peut être réalisée soit manuellement, on déplace la tête sur la surface jusqu’à être en contact avec la feuille utilisée pour le niveau et on fait en sorte d’avoir une légère résistance …
Ou, mieux, on utilise le palpeur! On le branche à la carte mère, on mets la pince crocodile sur la fraise, on positionne la tête à la verticale du capteur, et on utilise le menu “probe”, la tête va entrer en contact avec le palpeur et définir précisément le Z0!

Premiers fraisages

Sur une imprimante 3D ou un graveur laser, habituellement, il y a des fichiers de test.
Là, également, mais on ne peut les utiliser directement, d’autant que le contenu de la clé est zippé.
Donc il faut dézipper la clé pour accéder au contenu, et il y a 2 fichiers de test .

Si l’on place ces fichiers à la racine de la carte, ils ne sont pas visibles… Il faut passer par un logiciel de pilotage: je les charge donc dans CANDLE,  avec les paramètres par défaut, utilisant du pin ou du medium/MDF, donc des matériaux souples, qui ne devrait pas poser de souci à la broche 80w.

• Flowers.nc
• TTC450CNC.nc (il est précisé CNC dans le titre, car dans un autre répertoire, il y a le même fichier pour celui qui remplace la broche par un module laser.)

Franchement, avec les couteaux fournis, aucun souci pour travailler du bois tendre et le rendu est plutôt propre après nettoyage.
Pour voir les différences de rendus, il vous faudra essayer entre les couteaux, la lame à affleurer double, voir la fraise  “à écrire”

Second test, avec EASEL

Je branche l’ordinateur en USB, je lance EASEL, j’indique une fraise “autre modèle”, le driver propriétaire s’installe, et hop, une fois la machine reconnue automatiquement, on peut travailler. Sur la version gratuite, il y a malheureusement peu de fraises disponibles, mais l’essentiel y est, hormis une fraise d’écriture…

Je définis un matériaux (type et dimension), je positionne l’image sélectionnée, une profondeur de coupe, et je lance:

Poussière de MDF, moins pire que la brûlure laser, mais à éviter de respirer quand même ce bon mélange de sciure et de colle…le port du masque reste recommandé et/ou l’usage de l’aspiration pendant le fraisage

Le résultat est franchement propre, ça donne des idées pour travailler du plexi par exemple.
Sur du bois, vu la profondeur de fraisage, un coup de peinture en spray et un ponçage, c’est plutôt pas mal!

Tests avec la broche 500w “Plus rapide, plus facile, plus séduisant”

Avec une fraise de mauvaise qualité, ou une broche trop faible (comme la 80w qui plafonne en nombre de tours), on est obligé d’avoir une avance (vitesse de gravure ou de découpe) faible, de travailler avec des profondeur de passe limitée, sinon, on risque d’endommager la machine (chauffe moteur), ou le matériaux (coupe moins propre et/ou brulure). La broche 500w n’est pas la panacée, mais elle permet de travailler plus vite et donc d’utiliser des matériaux moins tendres et d’avoir une idée ce que permet une CNC.

Le changement de broche

La TTC 450 vient de base avec une broche 80w.
Si vous l’avez montée et que vous souhaitiez passer à la broche 500w, c’est assez simple!

Au niveau connectique, on branche le connecteur type XT60 (en jaune sur la photo) sur le module d’alimentation fourni, et les fils “pilote” sur les 2 connecteur du module d’alimentation: le rouge sur le vert, le noir sur le jaune… logique!

Lorsque la broche est activée sur l’écran de contrôle ou sur le logiciel, le module de contrôle s’allume alors , et avec le potentiomètre, on peut alors régler la vitesse de rotation, au “jugé”, car il n’y a pas d’indication de vitesse..!

Aluminium

Une broche 80w permet déjà de travailler l’aluminium… mais vu la vitesse de rotation, c’est vraiment de l’occasionnel et la qualité n’est pas folle!

Avec une broche 500w, y’a déjà plus matière à faire des choses, surtout avec des fraises de qualité (tungstène par exemple pour résister à la chaleur)

En bas à droite, un exemple avec la même fraise et la broche de 80w, c’est clairement pas top… et forcèment, pas rapide!

Même sans huile à découper, la broche 500w permet donc un travail dans de l’aluminum.

Bon, la qualité n’est pas optimale, je suis parti d’une capture en PNG convertie en SVG pour la mettre dans EASEL, et n’ayant pas la version pro, j’ai pris le type de fraise qui s’approche le plus.

Acier

La difficulté, vu la taille du manche, c’était d’arriver à obtenir une bonne fixation et un support de travail plan…

Forcément, moins profond que dans l’aluminium pour chaque passe, l’acier est quand même plus dur..mais on obtient un bon travail en profondeur.

Et après ?

Le travail à la fraiseuse à commande numérique ouvre de nouvelles possibilités de travail sur plein de matières. Si avec la broche de 500w on peut travailler de l’aluminium ou de l’acier, forcément, les plexiglass ou les différentes essences de bois sont également envisageables!

Je ne manquerai pas de vous partager différentes réalisations avec cette machine sur nos réseaux!

Fort de cette machine disponible depuis déjà un petit moment, la marque s’apprête  à proposer bientôt la TTC 450 PRO, reconnaissable à sa couleur rouge.. Elle sera assemblée à 95%, pour un montage plus rapide, et bénéficiera d’une nouvelle carte mère ainsi que d’une nouvelle interface. Elle devrait permettre un changement rapide d’outils, tout en offrant plus de puissance et de rigidité : le support du portique passe en 8mm au lieu de 6mm, et la motorisation des axes sera plus puissante, disposant de plus de couple.
Elle sera également équipée d’end-stops plus efficaces.

Two Trees TTC 450

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Two Trees TTC 450 CNC Engraving Machine, Machine à commande numérique volume de travail 460x460x80mm, Module 120W

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Conclusion sur le Test de la Two Trees TTC 450

Si vous voulez vous initier à la gravure numérique, et que vous travaillez des matériaux “tendres” en mode loisir, les machine 3018 sont toujours de bonnes options en mode découverte, tant que l’on sait à quoi s’attendre.

La TTC 450 ouvre de nouveaux horizons avec la possibilité d’aller plus loin par la suite.

Habituellement, une bonne CNC pro bien équipée, vaut 2 voire 3 fois le prix de cette machine.

Alors effectivement, elle a des avantages, mais également des inconvénients.

De base, elle vient avec un broche 80w… qui malheureusement n’apportera pas grand chose de plus qu’une 3018…hormis la plus grande surface de travail et la rigidité.

Un mauvaise fraise, c’est comme une broche trop faible, il faut ralentir l’avance ou diminuer les profondeur de passe, sinon, les coupes seront moins belles voire brulées.
Partant de là, clairement, de mon point de vue, proposer la broche 80w est une aberration sur un tel châssis …d’autant que l’on reçoit cette broche, même en prenant la 500w.
Two Trees ne devrait proposer que la 500w, ou à la rigueur n’envoyer que la 500w si l’on prend cette option, ce qui permettait une réduction substantielle en plus!

Avec la broche 500w, un nouveau gap est franchi, ce qui vous permettra d’attaquer des matériaux plus rigide, ou de bénéficier à plein de la surface de travail vu le gain de temps: Le 500w tournent plus vite et donc il vous permettra des vitesses d’avance beaucoup plus rapide qu’avec la 80w à matériaux équivalent! C’est donc clairement l’option à retenir, si vous investissez dans cette fraiseuse, il faut partir de base sur le module 500w, ou envisager rapidement de le prendre ou un équivalent.

Two Trees proposent donc une superbe machine dans cette gamme de prix, sans rogner sur l’équipement ( sonde de niveau, assortiment de fraise et de collet) et sur la construction.

C’est du solide qui permet de travailler plus ou moins rapidement beaucoup de matériaux.

Si c’est vos débuts en CNC, la 500w vous permettra de monter en compétence et de maîtriser la chaîne de production… suivant l’adage cher à un équipementier en pneus “Sans maîtrise, la puissance n’est rien”.
Si ça se trouve, elle répondra déjà à la plupart de vos besoins, sans avoir à envisager d’aller plus loin…

Mais si plus tard le cœur vous en dit…Il existe des fraises beaucoup plus puissantes et rapides

Et qui dît broche puissante dît…poids plus important! 
Si vous désirez “upgrader” votre machine, il faut être conscient qu’il y aura des modifications à apporter!
Renforcer l’axe X et changer le moteur de l’axe Z pour supporter le poids ajouté par exemple… Mettre une broche plus puissante et ne pas pouvoir déplacer la broche horizontalement ou verticalement serait pour le moins contre productif!

Fitzgérald Duchemin