Les extrusions de rainures en T étaient autrefois un peu mystérieuses, mais elles sont aujourd’hui assez courantes grâce à leur utilisation dans de nombreuses imprimantes 3D. Cependant, c’est une chose d’assembler un kit avec des extrusions et une autre chose de concevoir vos propres créations avec le matériau. Si vous avez déjà eu une Play-Doh Fun Factory en tant qu’enfant, alors vous connaissez les extrusions. Vous poussez du matériau à travers une matrice pour créer une forme. Bien sûr, les extrusions d’aluminium ne sont pas fabriquées à partir de pâte à modeler, mais généralement d’aluminium 6105-T5. Curieusement, il ne semble pas y avoir de norme officielle, mais elle est si courante qu’il n’y a généralement pas beaucoup de variation entre les différents fournisseurs.

Nous utilisons des extrusions pour créer des cadres pour les imprimantes 3D, les découpeurs laser et les machines CNC. Mais vous pouvez l’utiliser partout où vous avez besoin d’un cadre robuste et polyvalent. Il semble y avoir beaucoup de gens qui les utilisent, par exemple, pour construire des luminaires personnalisés à l’intérieur de fourgonnettes. Si vous avez besoin d’un établi personnalisé, d’un luminaire ou même d’un cadre photo, vous pouvez créer tout ce que vous aimez à l’aide d’extrusions.

Pourquoi des extrusions?

Roger Cheng de Hackaday montre la polyvalence de l’extrusion d’aluminium et partage une multitude de conseils qu’il a développés pour son projet Sawppy the Rover.

Si vous êtes assez pratique, bien sûr, vous pouvez construire toutes ces choses sans recourir à l’extrusion d’aluminium. Après tout, il n’est pas difficile de construire une boîte en bois ou même en aluminium. Mais avoir en stock de l’aluminium bon marché est à la fois solide et pratique. En général, tout ce dont vous avez besoin est un moyen de couper le carré d’extrusion (ou de l’acheter dans les longueurs souhaitées) et un moyen de percer des trous dans l’aluminium relativement mou. Dans certains cas, vous voudrez peut-être percer des trous – qui existent déjà ou ceux que vous venez de percer.

Cependant, vous avez besoin de beaucoup de pièces spéciales. Il existe des supports et des écrous spéciaux et une variété d’accessoires. Vous pouvez le considérer comme quelque chose qui ressemble à un ensemble Erector adulte. Une chose qui a facilité le travail avec les extrusions est que vous pouvez imprimer en 3D uniquement le support dont vous avez besoin dans de nombreux cas au lieu d’acheter un support exotique ou d’avoir à stocker de nombreux articles différents. Un exemple fantastique de cela sont tous les supports et pièces de retenue que Roger Cheng a couverts dans son guide. Comment construire n’importe quoi en extrusion d’aluminium et supports imprimés en 3D.

Géométrie d’extrusion

Un profil 2020 typique

Il n’y a pas qu’un seul type d’extrusion, mais ils partagent tous des caractéristiques communes. En général, l’extrusion sera comme un carré ou un rectangle. Les extrusions les plus basiques sont carrées et il y aura un trou central et une ou plusieurs fentes en T pour attacher des objets. Si vous faites quelque chose que vous voulez être attrayant, vous ne voudrez peut-être pas la fente en T de tous les côtés, mais généralement, avec une imprimante 3D ou d’autres machines, vous aurez une fente de tous les côtés.

Certaines extrusions sont métriques et certaines utilisent des mesures en pouces. Il est courant d’appeler un profil carré par sa mesure comme dans un profil 20 × 20 (20 mm de chaque côté).

Quelques profils disponibles sur le site Misumi

Les extrusions plus complexes répéteront généralement le motif, de sorte qu’une extrusion 40 × 20 apparaît comme deux extrusions 20 × 20 jointes ensemble. Bien sûr, ils ne sont pas faits de cette façon – c’est une extrusion solide où ils sont évincés comme Play-Doh, une histoire fascinante dans laquelle Dan Maloney s’est plongé l’année dernière. Cependant, il existe d’autres formes d’extrusion, telles que celles avec un rayon ou celles en forme de triangles à des fins spéciales.

Il y a deux choses que vous devez faire: joindre les extrusions ensemble en toute sécurité et apposer des choses sur les extrusions. Par exemple, si vous créez une table, vous voudrez construire un cadre pour contenir le bureau qui a quatre pieds. Vous attacheriez un plateau en stratifié au cadre et mettre des pieds de nivellement dans les jambes. Bien sûr, vous pourriez devenir beaucoup plus chic comme [Evan] et [Katelyn] fait dans la vidéo ci-dessous.

Connexions d’extrusion

Supports de tige montés sur une pièce d’extrusion.

Dans de nombreux cas, la fixation d’accessoires comme un pied ou un support à une extrusion a beaucoup en commun avec la façon dont vous joignez plusieurs extrusions ensemble, alors attaquons cela en premier. L’astuce consiste à utiliser des écrous spéciaux qui s’insèrent à l’intérieur des rainures en T. Vous avez plusieurs options. Les écrous carrés peuvent glisser dans la fente s’ils sont suffisamment fins. Vous pouvez mettre un ressort de tension sur l’écrou pour le maintenir en place pendant que vous serrez le boulon dans l’écrou. Cependant, généralement, les gens vissent simplement le boulon et glissent le tout dans la fente.

L’inconvénient est que vous devez avoir accès à l’extrémité ouverte de la fente. Si vous souhaitez ajouter quelque chose entre deux autres écrous ou si la fente est bloquée par un support, vous devrez tout déchirer pour obtenir le nouvel écrou. Il s’agit d’un type d’écrou prédéfini, et ils fabriquent également des écrous rectangulaires appelés Des écrous en T qui ont le même objectif.

Un Raspberry Pi 4 dans un boîtier imprimé en 3D attaché à une extrusion. Les boulons noirs se fixent aux écrous en T dans la fente. (Modèle: https://www.thingiverse.com/thing:2581565)

Si vous fixiez, par exemple, un support de moteur pas à pas avec deux trous de montage sur votre cadre, vous insérez les écrous ou les vissez sans serrer sur les boulons insérés dans le support, puis les glissez dans la fente. Lorsque vous avez l’assemblage dans la bonne position, il vous suffit de serrer les boulons.

La seule partie délicate est la longueur du boulon à utiliser. Vous avez besoin d’un boulon qui passera à travers le support et qui ira simplement dans l’écrou sans sortir de l’autre côté et toucher l’extrusion. Si le support avait, par exemple, 10 mm d’épaisseur et l’écrou de 6 mm d’épaisseur, vous pouvez utiliser un boulon de 15 mm de long pour laisser une marge millimétrique. Si le boulon est trop court, le joint ne sera pas solide.

Si vous avez besoin d’ajouter quelque chose au milieu d’une extrusion où vous ne pouvez pas accéder à l’entrée de la fente en T, vous aurez besoin d’un type spécial d’écrou en T. Ce sont les pièces jointes les moins sûres, mais elles sont souvent suffisantes. Ces écrous ont une forme elliptique de sorte que lorsqu’ils tournent à 90 degrés, ils se coincent dans la fente. Il existe également des écrous qui ont des ressorts ou des vis de réglage afin que vous puissiez les mettre dans la fente à un angle, puis faire pivoter le bord long pour comprimer le ressort, permettant à l’écrou de dégager la fente. Lorsque vous lâchez prise, le ressort pousse l’écrou dans le bord de la fente, le bloquant en place. Celles-ci sont parfois appelées écrous à insérer ou à rouler.

Vous pouvez également obtenir des boulons à tête en T où la tête de boulon s’insère dans la fente au lieu de l’écrou. Ceux-ci ressemblent à des écrous en T, mais ont un boulon fileté au lieu d’un trou fileté. Ils fabriquent également des écrous en T qui ont plusieurs trous filetés. Par exemple, un support d’angle – dont nous parlerons bientôt – pourrait avoir trois trous espacés tous les 20 mm, et il y aura un écrou correspondant avec 3 trous avec le même espacement. Bien sûr, vous pouvez toujours utiliser simplement trois noix ordinaires.

Joindre des extrusions

Quelques-uns des types de supports du catalogue McMaster-Carr.

Vous pouvez fixer un support de moteur pas à pas ou une glissière d’armoire à l’aide d’écrous et de boulons en T. Mais vous pouvez également attacher un support à deux extrusions ou plus pour les joindre. Ils fabriquent ces supports en aluminium, en acier ou en polymère, bien sûr, mais vous pouvez également les imprimer en 3D. Cependant, vous devez être prudent. Habituellement, les crochets ne contraignent les extrusions que dans deux dimensions, vous souhaiterez donc utiliser une deuxième méthode pour surcontacter la liaison.

La plupart des parenthèses sont exactement ce que vous pensez – elles ont la forme d’un L ou d’un T ou d’un signe plus, mais il existe un éventail d’options vertigineux. Il existe également des connecteurs d’angle pour créer des boîtiers ayant une configuration XYZ. Cependant, vous pouvez également obtenir des supports intérieurs qui ressemblent à deux écrous en T en forme de L. Une vis de réglage maintient chaque jambe du L en place. Certains ont une vis de réglage coudée pour aider à aligner la connexion, auquel cas, vous devez utiliser un type de connecteur interne différent en fonction de la face du connecteur. Vous les utiliserez généralement par paires pour tenir les deux côtés de l’extrusion, bien que ce ne soit pas toujours nécessaire. Vous pouvez voir un exemple de connecteur interne simple dans la vidéo ci-dessous.

Parfois, vous souhaitez simplement joindre deux extrusions de bout en bout. Un connecteur linéaire peut le faire. Il s’agit simplement d’une bande de métal qui s’insère dans la fente et comporte quelques trous pour les vis de réglage. Vous pouvez également obtenir des supports qui vous permettront de mettre un morceau d’extrusion comme entretoise diagonale pour plus de résistance.

Il existe également un moyen simple de connecter deux extrusions sans utiliser de support du tout. C’est plus de travail, cependant, mais utilise moins de pièces. Supposons que vous souhaitiez joindre les extrusions A et B à angle droit. Votre première étape consiste à tarauder le trou central (ou les trous) dans l’extrusion A. Ensuite, vous percez un trou normal à travers l’extrusion B assez grand pour obtenir une clé hexagonale pour votre boulon à travers le trou. Vous vissez un boulon dans le trou fileté, mais avant qu’il ne soit serré, vous faites glisser la tête du boulon dans la fente en T. Le trou en B est positionné de manière à ce que vous puissiez finir de serrer le boulon.

Accessoires

Il existe de nombreuses choses conçues pour fonctionner avec des extrusions que vous pouvez obtenir du même endroit où vous les achetez. Il y a des plaques de recouvrement, des pieds et des roulettes. Vous pouvez obtenir des ressorts qui retiennent un matériau en feuille comme l’acrylique dans la fente en T. Il y a des roues, des portes, des poignées et des charnières toutes conçues pour s’insérer dans les fentes en T.

Si vous parcourez l’un des sites d’impression 3D comme Thingiverse, vous constaterez qu’il existe de nombreux modèles pour des éléments tels que les porte-bobines, les guides de filament, les porte-outils et les lampes qui s’insèrent dans une fente en T soit par friction soit par montage avec des noisettes. N’oubliez pas que si vous voulez ajouter quelque chose plus tard et qu’il a besoin de vis, vous voudrez probablement une sorte d’écrou à insérer.

Où obtenir l’extrusion

Le moyen le moins cher d’acheter de l’extrusion est de l’obtenir en surplus dans toutes les longueurs que vous pouvez obtenir – généralement des restes – et de les couper à la taille que vous voulez vous-même. Si vous le coupez vous-même, vous voudrez vous assurer de faire une coupe nette et carrée afin que les extrusions soient alignées lorsque vous les attachez ensemble. Vous voudrez bien sûr utiliser une lame de coupe en métal.

Cependant, si vous achetez de nouvelles extrusions, vous pouvez généralement les faire couper très précisément à la taille dont vous avez besoin. Cela peut également réduire les frais d’expédition coûteux pour les pièces longues que vous couperez de toute façon. En plus des coupes, vous pouvez souvent obtenir le matériau dans différentes couleurs ou alliages métalliques. Vous pouvez également demander que des trous à l’une ou aux deux extrémités soient taraudés si vous préférez ne pas le faire vous-même.

Il existe de nombreux endroits où vous pouvez acheter des extrusions et des articles connexes. Misumi est une option courante, tout comme 8020. Les grands fournisseurs comme Grainger, Fastenal et McMaster-Carr ont beaucoup de ce genre de choses, mais ils sont souvent assez chers.

La connexion d’impression 3D

Extrusions imprimées en plastique avec écrous en T métalliques. Notez le ressort à bille sur l’écrou non installé le plus à gauche.

Vous pouvez imprimer en 3D de nombreux supports (dont un qui est apparemment le meilleur au monde) et des accessoires et si vous souhaitez modéliser quelque chose, vous pouvez même imprimer des extrusions en 3D, même si vous avez besoin de vos tolérances d’impression assez serrées. Il existe de nombreux modèles d’écrous en T en plastique qui prennent un écrou normal pour le filetage et une pléthore de supports de toutes les descriptions.

Il y a cependant quelques points à surveiller. Premièrement, faites preuve de bon sens. les supports et les extrusions en plastique ne seront pas aussi solides que ceux en métal, bien que nous ayons vu des gens aller trop loin avec l’idée. De plus, toutes les extrusions ne sont pas exactement les mêmes, de sorte que la conception d’un écrou qui convient à la marque X peut ne pas correspondre à celles que vous avez. Comme toujours avec l’impression 3D, vous devrez peaufiner et ajuster.

Si vous voulez avoir de la fantaisie avec vos créations et peut-être même utiliser des supports imprimés en 3D pour des noix bon marché. Quoi qu’il en soit, si vous construisez un bureau, une machine, un robot ou presque tout ce que vous pouvez imaginer, les extrusions d’aluminium sont une excellente chose à avoir dans votre boîte à outils.