Pièce mécanique en marbre

Bonjour,

Je suis concepteur mécanique et pour l'un de mes travaux, je cherche à faire une pièce rigide et solide dans un matériau non ferreux et non conducteur autrement dit c'est la galère. Et le fait que la pièce soit lourde m'arrange.

J'explore toutes les pistes et le marbre en fait partie. J'ai vu qu'il était possible de faire des poches et des perçages dans du marbre, mais je connais rien du tout à ce domaine.

Ma question est : est ce que ma pièce tiendra-t-elle (malgré le gruyère imposé) ou cassera-t-elle ?
Effort total appliqué sur les paliers: 300kg/3000N réparti uniformément sur une autre plaque au dessus. (soit 37.5kg/375N par trou dans un monde parfait :p).
Les grands perçages sont comblés par des roulettes.
Les perçages des paliers ne sont obligatoirement lamés.
Je peux envisager de retirer la roulette se situant entre la poche centrale et les 2paliers centraux.
Ci dessous un plan (incomplet ) avec des côtes en millimètres et une vue 3D de cette partie en fonctionnement.

Merci d'avance pour vos réponses, de toute façon je repasserai répondre à vos éventuelles questions et autres commentaires.

Bonjour Muad,

je viens d'étudier ton plan, ce qui me préocupe le plus c'est l'épaisseur de ta pièce, 10 mm c'est une feuille de marbre qui claquera à coup sûr sous le poids de la pièce située au dessus. De plus un usinage, au niveau du ponçage des deux surfaces devra être des plus rigoureux pour ainsi dire "parfaits " en effet, un grain de poussière se logeant entre le support et ta plaque fera un porte à faux qui réduira tout ton travail à néant.
En revanche à 30 mm c'est jouable et à 50mm il y a encore moins de risque.

Une question une réponse, mon respect Monsieur Carzo!

je viens de retrouver une étude des marbres:

le marbre noir de Flandre ( Belgique) a l'une des densités la plus élevée: 2720 Kg au M3,
une expérience à l'écrasement de ce marbre a donné pour résultat: 19719 Kg mais sur un cube de 5 cm de côté.

Il y a encore meilleur:
le basalte d'Auvergne ou la pierre de Volvic ( pour te situé) àa une densité de 2880 kg au M3
l'écrasement est de 31945 KG , mais toujours sur un cube de 5 cm de côté.

Tout d'abord merci pour cette rapide réponse.

Citation :

10 mm c'est une feuille de marbre qui claquera à coup sûr [...] En revanche à 30 mm c'est jouable et à 50mm il y a encore moins de risque.

L'épaisseur de 10mm était l'épaisseur prévue pour de l'aluminium. Il est tout à fait envisageable d'augmenter cette épaisseur.

La seule chose qui me chagrine c'est que ça va augmenter la hauteur de ma structure et que la fonction principale de mon dispositif est d'autant mieux respectée si cette hauteur est la plus faible.

Ce qui m'amène à poser une nouvelle question, serait il possible de faire des poches à mi-épaisseur pour les paliers (Voir petit croquis paint) ?
Idem pour une poche carrée centrale (bords ronds)?

Une fois de plus merci

et envisager une céramique? impossible?

Même que si t' es malin tu file ton problème à Mali.k,
et dans le 1/4 d' heure qui suit...............t' as plus de problème.
Mais elle elle a une nouvelle sculpture

Oui, il est possible de faire des réservations pour les paliers ainsi que le carré central à bords ronds, mais seule une machine numérique à fraises pour pierres te donneras satisfaction car très très précise. Pour ce faire il te faudra voir un atelier de marbrerie équipé de cette machine soit dans le funéraire soit dans un atelier de fabrication d'éviers, lavabos, plan de travail de cuisine etc.. Quand au prix je pense que ce ne sera pas donné.

un autre option est la réalisation d'une plaque d'épaisseur en résine polyester ou époxy armée de fibre de verre ou autre puis usinée. Et là les coûts sont réduits !
Dans ce but, tu peux interroger des fabricants de coque de bateaux, kayak, piscine...
As-tu pensé à utiliser des plaques épaisses de polyéthylène ? comme celles qu'on utilise pour les plaques à découper. on trouve facilement du 10mm.

Bonsoir Muad,

tout est possible dans la pierre ou presque...
le seul problème est la résistance du matériaux, même si le marbre paraît solide,
il ne les pas tant que ça, surtout dans une épaisseur de 10mm,
la pièce cassera avant même d'arriver chez vous.

En 30mm elle ne tiendrai pas longtemps non plus, à ne pas faire sinon,
ca fera mal vu le prix d'une pièce de ce genre.

et je dirai même en 50 mm le risque reste très grand que la pièce casse,
pour diminuer ce risque il faudrait une autre pièce associer a cette pierre pour qu'elle puisse résister.

sinon l'épaisseur devrai être bien plus épaisse pour avoir une résistance suffisante,
et je ne parle même pas du coût...

certaine pierre sont plus résistante en flexion que d'autre,
comme l'ardesia qui pour ce genre de chose me semble plus résistante en la prenant dans le bon sense.
plus résistante ne veut pas dire plus dure,
même le granit qui est plus dure cassera,
et par souvent de micro fissures que seul le pro est apte a déceler.

la pièce de 1000x800x50 couterai environ 120 euro non usinée,
je ne parle pas du cout de l'usinage...

je pense franchement que d'autre matériaux serai mieux approprié pour ce genre de pièce.

Chris

t'es pas un peu pessimiste chris ?

La solution de Loïk me semble à creuser. Et surtout plus facile de conception.

carzo a écrit:

t'es pas un peu pessimiste chris ?

non Carzo je t'assure vu la pièces comme elle est présentée sur le plan,
j'en suis vraiment persuadé, vu les choses que l'ont me demande, et bien souvent je préviens a l'avance
les clients, ils remarque par la suite que j'avais tout a fais raison.
mais bon perso je la ferai dans une autre matière.
et en plus beaucoup moins couteuse aussi que d'usiner une pièce pareil en pierre,
sinon tu pense bien que le lui remettrai un prix.
mais de ce coté là vu le boulot ça reviens trop cher.

Chris

je pense aussi que de l'epoxy chargé verre et/ou poudre minérale tiendrait mieux que de la pierre

Merci pour toutes vos réponses, et vos idées.

Je vais essayer de toutes les reprendre sans pour autant toutes les citer.

Marbre:
En effet, j'avoue que l'idée du marbre était assez farfelue, je vais écouter Chris et la mettre au placard.

PE:
Plus exactement, du HDPE. Ca fait parti des pistes que j'explore. De toute façon, il va falloir que je fasse un modèle spécial pour faire une simulation numérique pour voir si tout ça résiste.

Composites fibrés:
N'est ce pas compliqué de percer dans des composites avec des fibres ? Avec tous les perçages que j'ai la structure aurait elle encore un soupçon de rigidité ?

Composites poudre minérale:
Je n'avais encore jamais entendu parlé de ça. (Si on exclu le béton armé qui théoriquement est un composite ). Je vais creuser cette pierre :p idée.

Bois ?:
Que pensez vous d'un contreplaqué bouleau ou quelque-chose dans le genre ?

Coût matière:
120€ pour un brut de cette dimension ne me choque pas surtout que c'est une des partie(s?) mécanique(s?) maitresse (la langue française est trop compliquée :p) de mon ensemble. Tout en sachant que je travaille sur de l'unitaire et que j'ai chiffré mon dispositif à 12000±2000€.

Muad,
on essaye de te proposer des idées en fonction des contraintes que tu exposes.
Tu n'a rien dit quant aux conditions d’utilisation de la pièce en question : variations de T°, d'hygrométrie... cela pourrait nous aider à cibler plus précisément des matériaux !
D'autre part, explore la possibilité de nervurer la pièce pour augmenter sa résistance à la flexion.
Tu as évoqué les bétons (fibrés ou haute résistance): c'est une piste à ne pas perdre de vue...

Concernant les composites, j'ai déjà du travailler avec ce type de matériau, pour moi :

- si c'est un composite à fibres courtes/longues mises de manière aléatoire article wiki le fait de trouer ne posera pas de problèmes, cependant, tu pourrais avoir des débuts de fissures au bord de tes trous.
- si c'est un composite tissé (tissus carbone ou fibre de verre) cela sera encore plus résistant

> la réalisation de trou est possible, MAIS
* la poussière de carbone est conductrice et tue les machines (veiller à aspirer)
* les composites n'évacuent PAS la température, il est donc nécessaire de couper sous aspertion d'huile (huile/eau) au risque de bruler la résine
* je n'ai jamais vu de plaques de composites en vente "comme ça", mais je sais que pour les bâteaux de courses, il y a moyen d'avoir de la résine et des tissus en << pas trop grandes quantités >> sinon se renseigner dans une entreprise dans le domaine dans ta région.

Si j'étais toi je ferai (en partant sur l'idée des composites)

- composite Carbone / epoxy ou fibre de verre / epoxy de type "tissé"(peut-être même que des pré-imprégnés conviendraient mieux pour ne pas chippoter avec la résine et l'empêcher de couler) il faut un four !.

- je ferai une plaque plus grande que le modèle proposé afin de :
> récupérer les chutes pour faire des essais de perçage
> éviter les problèmes aux bords

La meilleure solution serait d'avoir une "vraie machine" type aléseuse fraiseuse (encore mieux à commande numérique) et de veiller à avoir des fraises au carbures, les changer très souvent (car le composite bouffe le carbure).

Le composite, c'est léger ! (pas très intéressant pour ton application)

Attention, les simulations numériques avec le composite, c'est un peu technique !

Dans les idées bois, une bonne plaque en chène devrait tenir le coup si tu veux mon avis, et ça sera moins technique à mettre en oeuvre !

Citation :

une bonne plaque en chène devrait tenir le coup si tu veux mon avis, et ça sera moins technique à mettre en oeuvre !

il faudrait peut être regarder vers les bois imprégnés de résine qui s'usinent bien, sont assez denses et existent en plaques de différentes épaisseurs (pas mal utilisé pour faire des montages de labo, par exemple, ma mémoire n'étant plus ce qu'elle est je ne me souviens plus du nom)

Vous êtes une véritable mine à idées Merci.

Conditions d'utilisation:
Le rêve. Salle d'IRM dans un hôpital.
T° constante
Hygrométrie sensiblement constante
Le dispositif hors fonctionnement dort au chaud, au sec.

Matériel de fabrication:
J'ai pas mal de choses, mais faut il encore savoir s'en servir correctement :p
- Une perceuse à colonne
- Une scie circulaire à main (Lames Bois/plastique)
- Une scie circulaire sur pieds (Lames Bois/plastique)
- Une scie sauteuse
- Une défonceuse (Lame bois/plastique) (sans table :/)
- Outils à main (perceuses, visseuses, percuteur...)
- Boulonnerie/quincaillerie

Après concrètement toutes pièces complexes seront sous traitées. Je me limite à la conception et à l'assemblage.

Simulations numériques:
Le logiciel dont je dispose ne permet pas de travailler avec des matériaux anisotropiques.
Cependant on posant de grosses hypothèses (cas 2D, matériau orthotrope) on peut faire des choses.
Je suis entièrement d'accord avec toi, à utiliser avec parcimonie, mais ça c'est le cœur de ma spécialité .

Carbone:
L'histoire des poussières qui détruisent les machines me déplait fortement, l'IRM est un joujou à 3millions d'euros. Et les poussières conductrices c'est ravageur pour la qualité des images.

Moule silicone/cire perdue/...:
Ce côté pièce monolithique me plait bien. Très bonne idée.
Même dans le cas ou je ne l'utiliserai pas pour cette pièce, je la garde sous mon chapeau.

Plaque composite percée:
Ca doit être faisable. En effet cette solution sera légère, et vu que gagner du poids contribue au lestage de mon dispositif, ce n'est peut être pas la solution du moment.
Pour ce qui est de la fabrication, je suis resté dans la région où j'ai fais mes études (Lorraine), et vu que mon école est spécialisée dans le prototypage rapide, j'ai gardé de nombreux contacts locaux pour mes réalisations.

Bois:
Le problème du bois massif c'est qu'il est totalement anisotrope et vu les dimensions de ma planche j'aurai forcément par endroit des nœuds. Je pencherai donc d'avantage pour les stratifiés.

Conclusion:
Je pense clairement m'orienter vers une solution bois stratifiée du style
Epaisseur 20mm, ce qui me fait un augmenter de 10mm mon encombrement... c'est des choses qui arrivent.
(Si le lien ne marche pas (en preview je ne vois rien) voici l'adresse avec volontairement des fautes au protocole et aux w) (h_t_t_p_:_/_/_w_w_wthermopal.com/fr/Produits/Materiaux-derives-du-bois/Panneaux-agglomeres-stratifies/Panneau-bouleau-multiplis-Composite

j'ai retrouvé le produit auquel je pensais : c'est du contreplaqué bakélisé (qui est surtout utilisé pour les coffrages pour le béton et les planchers de camion ou remorques)
une discussion intéressante : http://bricolage.jg-laurent.com/post-473594.html

et j'ai même retrouvé la marque que je cherchais, qui existe toujours : Permali® (maintenant Röchling), leur produit s'appelle Lignostone® en Europe :
http://www.roechling.com/en/high-performance-plastics/composites/laminated-densified-wood.html
ils sont basés en France (Lorraine pour être précis), on peut trouver leurs coordonnées là : http://www.roechling.com/en/globale-navigation/contact-worldwide.html?no_cache=1

caractéristiques du Lignostone®:
http://www.scpj.fr/fr/proprietes_materiaux/lignostone.html

c'est un exellent produit, j'ai fabriqué des aquariums de grande capacité avec, + de 4000 litres. avec des épaisseurs de 10 mm, pour répartir la charge d'eau j'avais posé un polysthirène dessous, jamais d'ennnui.

carzo a écrit:

c'est un exellent produit, j'ai fabriqué des aquariums de grande capacité avec, + de 4000 litres. avec des épaisseurs de 10 mm, pour répartir la charge d'eau j'avais posé un polysthirène dessous, jamais d'ennnui.

c 'est souvent que tu m' étonne,
mais là tu m' intrigue,
Aquarium:........... hum!hum! mais encore?
le fond uniquement rassure moi.

après l'aquarium en verre dépoli pour poissons timides, d'Alphonse Allais, l'aquarium à parois opaques pour poissons très timides de Carzo

Citation :

Carbone:
L'histoire des poussières qui détruisent les machines me déplait fortement, l'IRM est un joujou à 3millions d'euros. Et les poussières conductrices c'est ravageur pour la qualité des images.

salut,le probleme de la poussiere dans les machine c'est juste quand tu l'usine apres c'est stable.tu peux toujours faire un glacage apres usinage si tu as des craintes.
je bosse dans le naval(carbone verre)je pense qu'une plaque de 15 mm en carbone devrait supporter ce poid
je pourrait peut etre meme te la faire

Bonjour:

Les aquariums que je fabriquais en permali. Avec juste une face vitrée en façade, se sont des aquariums destinés à être encastrés. Les côtés, le fond et l'arriere sont faits dans cette matière la face avant est découpée pour appuyer la vitre.

(fermons la parenthèse)

carzo a écrit:

je viens de retrouver une étude des marbres:

le marbre noir de Flandre ( Belgique) a l'une des densités la plus élevée: 2720 Kg au M3,
une expérience à l'écrasement de ce marbre a donné pour résultat: 19719 Kg mais sur un cube de 5 cm de côté.

Il y a encore meilleur:
le basalte d'Auvergne ou la pierre de Volvic ( pour te situé) àa une densité de 2880 kg au M3
l'écrasement est de 31945 KG , mais toujours sur un cube de 5 cm de côté.

résistance à la pression, au cisaillement, à la flexion, au flambage, sont des choses très différentes.

pour faire son boulot je chercherais du côté des "plastiques" spéciaux
les polycarbonates (lexan, )

également

PVDF : Polyfluorure de Vinylidène (Blanc)

Avantages : excellent résistance aux agents chimiques, très bonne tenue à la température (<140°), stabilisé aux UV, bonne résistance au vieillissement, résistant aux chocs, bon comportement au feu, rival du titane et du verre

Inconvénients : matériau lourd (densité = environ 2)

Toutefois, difficile de donner une solution pour une pièce détachée de son contexte et sans connaître ni sa fonction, ni les contraintes auxquelles elle sera soumise.

Tout ce qui se situe au dessus de cette plaque fera partie d'une publication scientifique, et il m'est donc interdit d'en dire beaucoup plus.

Je vais regarder pour le PVDF.
A partir de valeurs un peu anciennes (53FF/kg) un brut de 1000*500*15 couterait 110€. Et un brut de 2000x1000x10 couterait 280€.
Il est usinable.
C'est tout à fait acceptable. Je creuse cette piste.

Dans tous les cas vous m'avez bien débroussaillé la tâche.

Vous m'avez permis de découvrir un peu plus le marbre et ses applications.

Mais aussi de découvrir quelques matériaux et de faire resurgir à la surface des connaissances enfuies.

Et pour tout ça je vous remercie une fois de plus. Je vous tiendrait au courant des résultats de mes simulations numériques avec les différents matériaux que vous m'avez conseillé.

bienvenue Muad
il y a une bonne dynamique sur ce post.
c'est beau à voir.