Le projet de Greenhill Forge ressemble d’abord à une grosse Lazy Susan motorisée : un plateau soudé, un grand roulement circulaire, un moteur stepper sous la table et assez d’électronique pour choisir la vitesse.12
C’est justement ce qui le rend intéressant. Un positionneur de soudage paraît être un outil très simple jusqu’au moment où l’on demande : combien peut-il porter, à quelle distance de l’axe, à quelle vitesse, avec quel couple et par où passent plusieurs centaines d’ampères ?
Greenhill montre comment fabriquer le mouvement, tandis que les fabricants de positionneurs vendent surtout les réponses documentées aux questions qui arrivent après : charge, couple, courant et conditions d’usage.
Ça tourne
La nomenclature publique du build tient en quelques blocs faciles à comprendre. Hackster décrit un grand roulement Lazy Susan, un moteur stepper, un réducteur, un accouplement élastique de type spider, un Arduino UNO Rev3, un encodeur rotatif et un petit écran OLED.2
L’utilisateur règle la vitesse, l’Arduino commande le moteur et le réducteur transforme cette rotation en mouvement lent du plateau. Pour souder autour d’un tube ou d’une pièce circulaire, le corps et la torche peuvent rester beaucoup plus stables pendant que la pièce défile devant eux.
Le principe n’a rien d’exotique. C’est même sa qualité : presque chaque fonction est visible, remplaçable et compréhensible dans un atelier.
Mais la vidéo et l’article de découverte ne publient pas de charge maximale, de couple admissible au plateau, de limite d’excentration ou de plage de vitesse mesurée.12 Il serait donc hasardeux d’inventer une capacité à partir de la taille du moteur ou de l’impression de solidité du châssis.
Bonne vitesse
Pour un cordon circulaire, le réglage qui nous intéresse réellement est la vitesse linéaire au niveau de la soudure. Le plateau, lui, s’exprime en tours par minute.
Les deux sont liés par la circonférence :
rpm = vitesse linéaire / (π × diamètre)
Prenons seulement un exemple géométrique, sans prétendre définir une vitesse de soudage universelle. Si l’on souhaite faire défiler le joint à 300 mm/min, une pièce de 100 mm de diamètre demande environ 0,95 rpm. À 200 mm, on tombe à 0,48 rpm ; à 300 mm, à 0,32 rpm.
C’est pourquoi les fiches commerciales descendent volontiers sous 1 rpm. Le Miller ZB-75 annonce, selon la version, 0,5–7,5 rpm, 0,3–10 rpm ou 0,1–3,2 rpm.3 Le ZB-300 descend jusqu’à 0,07 rpm sur une variante et propose jusqu’à 24 rpm sur une autre.4
La vitesse maximale fait une jolie ligne dans une fiche technique. Pour un gros diamètre, la capacité à tourner lentement sans saccade et sans s’écrouler en couple nous apprend beaucoup plus sur l’outil.
La charge
Une table horizontale bien équilibrée est le cas facile. Inclinez-la à 90°, éloignez le centre de gravité du plateau et le moteur ne lutte plus seulement contre les frottements : il doit reprendre un moment créé par la masse déportée.
C’est la raison pour laquelle les fabricants n’écrivent pas simplement « supporte 136 kg ». Le Miller ZB-300 annonce 136 kg en position verticale avec un centre de gravité situé à 4 pouces du plateau, et 204 kg en horizontal pour la même distance.4
Le petit ZB-75 est donné pour 34 kg avec le plateau vertical et 45 kg en horizontal.3 Bancroft annonce 45 kg pour son TT100, avec 350 in·lbs de couple à 7 rpm, soit environ 39,5 N·m.5
Greenhill ne donne pas encore cette enveloppe. Cela ne signifie pas que la table est fragile ; cela signifie simplement que le prototype n’est pas caractérisé comme un produit de levage ou de positionnement.
Le courant
Le détail le plus malin du build est peut-être celui qui se voit le moins : le chemin de retour du courant de soudage.
Si la pince de masse est fixée au châssis tandis que la pièce tourne sur un roulement, le courant peut chercher son chemin à travers les billes et les pistes. Des arcs microscopiques à cet endroit peuvent endommager rapidement un roulement. Fixer directement le câble au plateau évite ce problème, mais le câble finit alors par s’enrouler autour de la machine.
Greenhill fait passer une tresse de masse contre l’arbre moteur, créant un contact glissant vers le plateau.2 Hackster note que le cuivre est alors une pièce d’usure, ce qui est beaucoup plus acceptable qu’un roulement utilisé comme collecteur improvisé.2
Un positionneur commercial transforme cette astuce en spécification : le ZB-75 possède une masse rotative donnée pour 300 A,3 et le Bancroft TT100 annonce lui aussi un circuit de masse de 300 A.5
La différence est importante : « la tresse conduit » répond à une question de fonctionnement ; « 300 A » commence à répondre à une question de dimensionnement.
Haute fréquence
L’électronique ajoute un autre problème, surtout en TIG avec amorçage haute fréquence.
Miller mentionne explicitement une protection HF sur le ZB-75.3 Ce n’est pas seulement du vocabulaire de catalogue : un autre projet de positionneur Arduino publié sur GitHub par CodeMakesItGo, raconte avoir rencontré des interférences électromagnétiques provoquées par l’amorçage HF d’un TIG.7
Un Arduino, son écran, son encodeur et son driver de moteur vivent donc dans un environnement électrique moins sympathique qu’un montage stepper posé sur un bureau. Boîtier, masses, routage des câbles, filtrage et isolation deviennent une partie du positionneur, même s’ils ne font pas tourner le plateau d’un seul degré.
Le vrai prix
Le mot « abordable » du titre Hackster est raisonnable au sens où Greenhill assemble des composants courants et fabrique lui-même la structure.2 En revanche, aucune nomenclature publique chiffrée ne permet de donner honnêtement le coût total exact du build.
On peut au moins poser les prix commerciaux en face. Bancroft affiche actuellement le TT100 à 1 580 $ en prix de base : 45 kg de capacité, plateau aluminium de 12 pouces, inclinaison 0–90°, affichage numérique, 0–15,75 rpm, 350 in·lbs de couple à 7 rpm et masse 300 A.5
Lima Equipment affiche un positionneur horizontal 100 lb à 999 $, tandis que ses modèles inclinables montent ensuite en gamme.6 Ces prix ne permettent pas de dire « le DIY coûte X fois moins » sans inventer le X. Ils montrent plutôt ce que plusieurs centaines ou milliers de dollars achètent en plus du moteur : une enveloppe de fonctionnement publiée.
À ajouter
Pour transformer le build Greenhill en outil dont un autre atelier peut connaître les limites avant de poser une pièce dessus, il ne faudrait pas forcément beaucoup plus de matériel. Il faudrait surtout mesurer et publier.
Une première fiche pourrait indiquer la vitesse minimale et maximale sous charge, le couple au plateau ou au moins la masse testée avec son déport, le courant admissible de la tresse de retour, l’échauffement du moteur et du driver, puis les conditions de test avec MIG et TIG.
Un bouton ou une pédale d’arrêt facilement accessible mérite aussi sa place. Le ZB-75 peut utiliser un contrôle au pied, et le geste a une raison très pratique : pendant le cordon, les deux mains peuvent rester là où elles servent.3 La description Hackster du Greenhill mentionne l’encodeur rotatif et l’OLED, mais pas de commande au pied.2
Enfin, la tresse de masse devrait être considérée comme une pièce consommable avec inspection régulière, puisque son usure est précisément ce qui protège le reste du chemin mécanique.
Presque fini
Le projet Greenhill n’est pas intéressant malgré ces cases vides. Il est intéressant à cause d’elles : il montre à quel point le mécanisme de base d’un positionneur est accessible à un atelier correctement équipé.
Un roulement, un réducteur, un moteur et un contrôleur suffisent pour obtenir le mouvement. Puis arrivent le centre de gravité, le couple, les faibles vitesses, les centaines d’ampères, l’amorçage HF, l’arrêt au pied et la répétabilité.
C’est à cet endroit que la table rotative cesse d’être seulement un projet Arduino réussi et commence à devenir un véritable outil de soudage.