Tolocar/Open Source Machine Tools/fr

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Les machines-outils open source désignent une catégorie d'équipements de fabrication dont les conceptions, les spécifications et les logiciels sont mis librement à la disposition du public sous une licence ouverte.

de l'arrière-plan

Cette collection de machines-outils open source (OSMT) constitue une ressource complète pour répertorier et référencer les machines-outils open source existantes. Ces outils sont des artefacts physiques conçus et partagés par la communauté open source, conformément aux principes du matériel open source (OSH) et favorisant l'innovation dans le domaine de la fabrication et de l'ingénierie.

Grâce à la collaboration et à l'accessibilité, ces outils encouragent le partage ouvert des connaissances et favorisent l'innovation participative. On peut citer comme exemples les imprimantes 3D, les fraiseuses CNC, les découpeuses laser et les machines de placement de composants. La gamme de machines s'étend à d'autres domaines tels que l'agriculture, la robotique, la métallurgie, la menuiserie, la numérisation, le formage, le recyclage et bien d'autres. Cette collection se concentrera sur l'usinage dans son ensemble, dans le contexte des FabLabs , des Makerspaces et des applications mobiles. ^{[ 1 ]} Elle pourra être enrichie ultérieurement.

Les logiciels libres permettent aux utilisateurs, aux ingénieurs et à d'autres acteurs de personnaliser, de modifier et de contribuer au développement de ces outils, rendant ainsi les technologies de fabrication avancées accessibles à un large éventail de personnes, de créateurs et de petites entreprises. La nature collaborative des communautés de logiciels libres garantit la possibilité d'une amélioration continue, d'une adaptabilité et d'une accessibilité financière, façonnant ainsi le paysage de la fabrication moderne. ^{[ 2 ]}

Avantages et critères

Cette collection met en lumière les avantages et les critères associés aux machines-outils open source :

• Accessibilité : Les machines-outils open source rendent les capacités de fabrication accessibles à un public plus large, donnant ainsi plus de pouvoir aux particuliers et aux petites entreprises.
• Rentabilité : La construction ou la modification de machines-outils basées sur des conceptions ouvertes peut s'avérer plus rentable que l'achat d'équipements propriétaires.
• Personnalisation : Les utilisateurs peuvent adapter et personnaliser les machines-outils en fonction de leurs besoins spécifiques, favorisant ainsi l'innovation.
• Collaboration : La communauté open source fournit des retours et des améliorations précieux, ce qui permet d'obtenir de meilleures conceptions.
• Éducation : Les machines-outils OSH constituent d'excellentes ressources pédagogiques pour l'enseignement des compétences en ingénierie et en fabrication.

Source libre

Tous les outils de machines open source doivent être distribués sous licence libre.

Documentation

Tous les outils de machines open source nécessitent une documentation (technique) disponible.

Stade de développement

Tous les outils de machines open source devraient au moins avoir le statut de prototype.

Exemple de communautés

Ceci fait référence à des projets et des communautés exemplaires qui adhèrent aux principes de l'open source dans le domaine des machines-outils :

1. OpenBuilds : La communauté open source de machines CNC la plus diversifiée. Propose des plans open source pour la construction de diverses machines CNC, notamment des routeurs, des découpeuses laser et des imprimantes 3D. En savoir plus
2. Écologie Open Source - GVCS : Le Global Village Construction Set est un projet de matériel libre qui comprend des plans pour une large gamme de machines-outils et d'équipements agricoles. En savoir plus
3. Sienci Labs : Fournit des plans open source permettant aux utilisateurs de construire une fraiseuse CNC polyvalente. En savoir plus
4. Precious Plastic : Ce projet se concentre sur les machines open source de recyclage du plastique et joue un rôle essentiel dans la production durable. En savoir plus
5. Inmachines : Fournit des machines open source pour les Fab Labs, notamment des machines CNC, des imprimantes 3D, des découpeuses laser et bien plus encore (la documentation n'est pas encore complète, consultez les dépôts GitHub ). En savoir plus

Avertissements

Développer

licences non commerciales, non définies ou propriétaires

Le contenu dont la licence est ambiguë ou propriétaire (par exemple, sous licence NC ) ne sera pas considéré comme OSMT, mais une liste distincte « inspirée des logiciels libres » est disponible pour trouver l'inspiration. À UTILISER AVEC PRÉCAUTION !

documentation incomplète

Veuillez noter que la documentation peut être incomplète dans certains cas. Pour des recommandations sur les bonnes pratiques de documentation, consultez la norme DIN SPEC 3105. Il est conseillé aux utilisateurs de consulter d'autres sources ou les forums communautaires pour obtenir des informations complémentaires.

projets à différents stades de développement

Certains projets peuvent se trouver à différents stades de développement, allant du prototype au produit certifié. Les utilisateurs doivent tenir compte de ces variations et des qualifications supplémentaires pour évaluer si un projet correspond à leurs besoins spécifiques. Remarque : la (re)production de projets par d’autres membres de la communauté est généralement un bon indicateur de leur maturité.

L'activité communautaire varie

A project's community activity, such as forums, discussions, and reproductions, can be indicative of solid community backing. However, users are advised to actively participate in community channels for assistance and verify the project's reliability.

Target group specification

Consider the target audience specified in the documentation, as projects may cater to amateurs/learners or professionals/engineers. Understanding the intended user base is crucial to avoiding false expectations and aligning the project with specific skill levels.

old versions, outdated releases may occur

Please note that projects might have old versions or outdated releases. Users are encouraged to check for the latest stable releases and updates to ensure compatibility and access to new features. Good practice will have "commit often, release early" policies and active community management.

N.A. can also mean not easy to find, needs info

The term "N.A." may indicate information that is not readily available or not easy to find. Users are encouraged to seek additional information from relevant sources or community channels. Contributions welcome.

Types d'outils machine open source

3D

Les imprimantes 3D open source, dont la Prusa i3 est un exemple populaire, sont à la pointe de la fabrication additive. Ces machines utilisent la technique ingénieuse de la superposition de matériaux, principalement des thermoplastiques, pour donner vie à des objets tridimensionnels.

Caractérisées par leur polyvalence, les imprimantes 3D open source proposent différentes technologies de fabrication additive, notamment le dépôt de fil fondu (FDM), la stéréolithographie (SLA) et le frittage sélectif par laser (SLS). Cette gamme variée de méthodes d'impression répond à une multitude d'applications, offrant aux utilisateurs la possibilité de choisir la technologie la plus adaptée à leurs besoins spécifiques.

Dans le domaine du prototypage rapide, de la fabrication sur mesure et même de la modélisation médicale complexe, les imprimantes 3D open source jouent un rôle crucial. Leur accessibilité, associée à la nature collaborative traditionnelle de l'open source, souligne leur importance au sein des communautés qui stimulent l'innovation et dans le monde de la fabrication numérique tridimensionnelle.

L'impression 3D comme fondement de la fabrication de matériel libre

Les origines du matériel libre (OSH) remontent aux premiers modèles RepRap à monter soi-même. Les imprimantes 3D sont donc historiquement les plus anciennes formes de matériel libre et ont fortement inspiré les communautés à trouver des approches novatrices en matière de développement technologique. Voir l'essai « La cathédrale et le bazar ».

du fraisage CNC

Les fraiseuses CNC open source, dont l'OpenBuilds WorkBee est un exemple typique, exploitent la puissance de la commande numérique par ordinateur (CNC) pour découper, sculpter et façonner avec précision des matériaux tels que le bois, le métal et les plastiques. La caractéristique principale de ces machines réside dans leur conception modulaire et leurs diverses configurations, leur permettant de répondre à un large éventail de besoins d'usinage. Certains modèles spécifiques sont utilisés comme routeurs pour le fraisage de circuits imprimés.

Ces fraiseuses CNC sont essentiellement composées d'éléments clés tels que la broche, le système d'axes et un système de commande doté d'un firmware open source comme GRBL. Leur conception collaborative favorise une culture de personnalisation et de collaboration, permettant aux utilisateurs d'adapter les machines à leurs besoins spécifiques. Certaines machines inspirées de l'open source sont présentées séparément afin d'illustrer la variété des modèles, notamment dans le contexte des MPCNC (principalement imprimées), qui bénéficient d'une communauté très active et sont faciles à rétroconcevoir, à l'instar des OSMT.

Les fraiseuses CNC trouvent des applications dans de nombreux secteurs, notamment le travail du bois, la métallurgie, le fraisage de circuits imprimés et la fabrication de pièces sur mesure. La polyvalence et la précision des fraiseuses CNC open source soulignent leur importance pour la démocratisation des technologies d'usinage avancées et leur accessibilité à un large public.

laser

Les machines de découpe laser, comme l'Universal Laser Systems VLS6.60 et la Glowforge Pro, exploitent la puissance de faisceaux laser focalisés pour réaliser des découpes et des gravures précises sur une grande variété de matériaux. Ces machines innovantes offrent une gamme étendue de capacités de découpe grâce à l'utilisation de lasers CO2, à fibre et à diodes (qui expliquent également la plupart des différences de puissance).

Au cœur de ces machines de découpe laser se trouvent des composants clés : la source laser, le système optique, le système de contrôle de mouvement et une interface de commande pilotée par un logiciel sophistiqué comme LightBurn (gratuit, mais non libre) ou UGS (libre). Cette combinaison de matériel et de logiciel garantit non seulement une grande précision de découpe, mais aussi une intégration parfaite grâce à des interfaces conviviales, pour une utilisation optimale.

Que ce soit pour les maquettes architecturales, la signalétique sur mesure, la fabrication de dispositifs médicaux ou les produits personnalisés, les découpeuses laser sont devenues des outils indispensables, même dans les FabLabs. À l'heure actuelle, les projets open source disponibles restent encore peu nombreux.

Sélectionner et placer

Les machines de placement de composants open source, telles que les solutions compactes LumenPnP, permettent l'assemblage précis de composants électroniques sur des cartes de circuits imprimés (PCB). Ces machines exploitent des fonctionnalités comme les systèmes de vision, les têtes de placement spécialisées et les systèmes d'alimentation performants pour garantir la précision tout au long du processus d'assemblage. En automatisant la tâche répétitive de placement des composants, ces machines open source contribuent à améliorer l'efficacité, à réduire les délais de production et à démocratiser la fabrication électronique. Les machines compactes de ce type conviennent également aux applications mobiles, à l'automatisation de la production à domicile ou à l'assemblage en préproduction.

Autres types de machines et la portée

Autonomiser les communautés grâce aux outils machine open source

Dans le contexte des applications à petite échelle, des fablabs mobiles et des régions en crise, des situations post-conflit et des projets de développement communautaire, les outils numériques libres apparaissent comme des vecteurs de transformation. La robotique, fondée sur les principes de l'open source, offre une solution d'automatisation flexible et accessible pour des tâches allant des soins de santé en situation de crise aux initiatives communautaires.

Les outils de soudage deviennent indispensables dans les projets de construction, permettant aux communautés locales de reconstruire et de revitaliser les zones post-conflit. La découpe au jet d'eau, grâce à sa précision et sa polyvalence, s'impose comme un outil essentiel pour les petits fabricants, leur permettant de réaliser des créations complexes même dans des contextes aux ressources limitées.

Le moulage par injection, dans un cadre open source, permet aux entrepreneurs locaux de produire des articles en plastique essentiels, adaptés aux besoins de la communauté. Les machines d'électroérosion (EDM), les presses à poinçonner et les cisailles/plieuses, lorsqu'elles sont open source, favorisent les initiatives de fabrication à petite échelle, contribuant ainsi à la revitalisation économique.

Le tournage, grâce aux innovations open source, facilite la production locale de composants, renforçant ainsi l'autonomie des communautés. Les outils de numérisation, adaptables grâce à l'open source, deviennent essentiels pour documenter les artefacts culturels et encourager les initiatives de préservation communautaires.

Dans le secteur agricole, les outils open source optimisent l'agriculture à petite échelle (comme FarmBot), favorisant des pratiques durables et pédagogiques et renforçant la sécurité alimentaire. L'importance accordée à l'open source dans ces contextes stimule l'accessibilité, l'adaptabilité et la collaboration, faisant des machines-outils des catalyseurs d'autonomisation et de résilience dans les régions en crise et les initiatives de développement communautaire.

Ce ne sont là que quelques exemples parmi la variété de machines-outils que l'on trouve dans les communautés.

La nature collaborative du développement open source favorise une culture d'innovation partagée, permettant à diverses communautés d'adapter les machines-outils existantes ou d'en créer de nouvelles répondant à leurs besoins spécifiques. Cette approche décentralisée du progrès technologique donne aux créateurs et aux communautés locales les moyens de relever les défis propres à leurs régions.

Dans les régions en crise, la disponibilité de machines-outils open source peut faciliter les interventions rapides, permettant la production de composants essentiels, de dispositifs médicaux, voire la reconstruction des infrastructures. Pour les initiatives de développement communautaire, elle ouvre la voie à un développement économique durable, favorisant l'autonomie grâce à une production locale.

De plus, l'accessibilité en ligne des plans de machines open source favorise le développement des compétences et le partage des connaissances. Les makers, les innovateurs et les passionnés du monde entier peuvent apprendre, itérer et contribuer à l'évolution des machines-outils. Cet effort collectif stimule non seulement les progrès technologiques, mais renforce également un sentiment de solidarité mondiale.

En substance, l'expansion continue de la disponibilité en ligne de machines et de matériels open source signifie bien plus qu'un simple progrès technologique ; elle symbolise une évolution vers l'inclusion, l'autonomisation et la création d'un écosystème collaboratif où le potentiel de changement positif est illimité.

Vous trouverez ci-dessous une liste d'un écosystème croissant d'outils de machine open source. N'hésitez pas à y contribuer.

de la collection

Outils de machines inspirés de l'open source

Ces machines supplémentaires couvrent divers domaines tels que l'impression 3D, le fraisage CNC, la découpe laser, les équipements de production et le recyclage du plastique, illustrant la diversité des projets open source disponibles. Cependant, les informations relatives au code source et à la licence, bien que disponibles pour certains projets, ne sont pas toujours explicitement fournies. Les projets présentés se distinguent par leur développement communautaire, leur approche de conception ouverte et leur popularité, qui favorisent l'innovation et l'accessibilité pour les makers.

Remarque : Certains projets se disent « open source » mais ne fournissent pas d’informations claires sur la licence conformément à la définition de l’OSHWA concernant le matériel open source.

Scénarios de développement futur

Certaines machines-outils inspirées par l'open source pourraient devenir entièrement open source et enrichir la collaboration au sein de la communauté. De nombreuses innovations s'appuient sur les modèles existants, dérivés des premières machines, dans les deux sens (open source/logiciel disponible et propriétaire). Voici donc quelques exemples de technologies propriétaires qui orientent la tendance vers les applications mobiles et les conceptions modulaires et évolutives, sources d'inspiration.

• Imprimantes 3D (propriétaires) : La Creality K1 et les nouveaux modèles performants comme la Bambulab X1-carbon et la P1S sont très populaires sur le marché et offrent des caractéristiques uniques. Les modèles Snapmaker 2.0 peuvent même passer en mode fraisage ou laser et intègrent un système de changement d’outils modulaire.
• Fraiseuses CNC (propriétaires) : Parmi les fraiseuses CNC qui sont également très populaires dans la communauté FabLab, on trouve Stepcraft , X-Carve et Shapeoko .
• Découpeuse laser (propriétaire) : Les lasers à diodes offrent désormais des performances impressionnantes, avec des puissances allant de 20 W à 80 W, voire plus, ce qui les rend parfaitement adaptés aux applications de découpe laser. Parmi les modèles populaires, citons le xTool S1 , le Creality Falcon2 , le SF-A9 et les lasers CO2 comme le K40 chinois .

Recherche complémentaire et

Autres domaines OSMT exemplaires à surveiller et qui ne font pas partie du champ d'application initial de cet article :

• Robotique
• Soudage
• Découpe au plasma
• Découpe au jet d'eau
• Moulage par injection
• EDM
• Pressage à poinçonner
• Cisaillement/Flexion
• Tournage
• Balayage
• Agriculture
• Textile
• Automobile
• Systèmes énergétiques
• Soins de santé
• Traitement chimique
• Gestion du recyclage et des déchets

L'ensemble des recherches et de la classification relatives à l'état de préparation des machines, à l'activité communautaire et aux métadonnées peut être tiré de cette collection et pourrait donner lieu à des recherches et analyses scientifiques. Elle pourrait également impliquer de nouvelles normes et de nouveaux outils de bases de données pour l'évaluation.

De plus, les sujets suivants pourraient faire l'objet d'articles connexes afin d'étendre le cas d'utilisation collaboratif dans le cadre de recherches et d'inspirations futures.

• Systèmes énergétiques open source pour alimenter OSMT
• Outils de santé open source pour soutenir les laboratoires médicaux mobiles
• Outils scientifiques open source permettant de connecter OSMT à des outils scientifiques spécifiques (comme des microscopes, etc.)
• Des outils ménagers open source pour faire le lien entre les outils de fabrication et les industries, afin de proposer un ensemble d'outils conviviaux pour la réparation et l'utilisation finale (comme un mixeur, une machine à laver, etc.).
• etc.

La liste du matériel libre existant fait l'objet d'une collecte et de discussions continues sur le forum GOSH . On y trouve également des outils intéressants, comme la « Bibliothèque de matériel libre » LOSH-Reporter, qui utilise LOSH-Krawler pour collecter des données au format RDF [1] .

Logiciels pour machines-outils open source :

Le potentiel des logiciels libres dans le domaine de la fabrication et des machines-outils est immense et transformateur. Ils jouent un rôle crucial en améliorant l'accessibilité, la personnalisation et la collaboration au sein de l'écosystème industriel.

Les logiciels d'ingénierie sont souvent encore propriétaires. Afin de garantir une expérience aussi ouverte et accessible que possible, voici quelques solutions logicielles à considérer. Pour plus de détails et une collection plus complète, consultez la base de données d'outils logiciels de l'Open Toolchain Foundation. ^{[ 3 ]}

• Systèmes de contrôle et micrologiciels :
  • Les systèmes de contrôle et les firmwares open source, tels que GRBL pour les machines CNC (fraises, lasers, etc.), ainsi que certaines versions dérivées spécifiques à certaines plateformes de processeurs, comme GRBL_ESP32 (désormais appelé FluidNC) , qui ajoute le contrôle Wi-Fi au système, constituent une solution idéale. Pour les imprimantes 3D, Marlin ou Klipper offrent une base flexible et personnalisable. Les utilisateurs peuvent modifier le code pour adapter les machines à des tâches spécifiques ou intégrer des fonctionnalités supplémentaires.
• Logiciels de conception et de CAO :
  • Les logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) libres, tels que FreeCAD ou LibreCAD , permettent de créer, modifier et visualiser des modèles 3D. Pour le développement de schémas de circuits électriques et de circuits imprimés, KICAD est le logiciel de référence. Il favorise l'interopérabilité et la flexibilité dans la conception de composants destinés à la fabrication.
• Logiciel de FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) :
  • Les logiciels de FAO, tels que FreeCAD Path Workbench ou LinuxCNC , convertissent les dessins CAO en trajectoires d'outils pour les machines CNC. Un logiciel de FAO spécifique est nécessaire pour préparer la trajectoire d'extrusion des imprimantes 3D, car il doit non seulement calculer les mouvements sur les différentes couches, mais aussi contrôler la sortie de plastique fondu de l'extrudeuse. Ceci peut être réalisé avec un logiciel de découpe, comme PrusaSlicer et BambuStudio , tous deux dérivés de Slic3r ou de Cura .
• Interfaces de commande de machines :
  • Les interfaces open source, comme Universal Gcode Sender (UGS) ou bCNC , permettent aux utilisateurs de contrôler les machines CNC et les imprimantes 3D.
• Outils de simulation et de visualisation :
  • Les outils de simulation open source, tels que Gazebo ou OpenRAVE , facilitent les tests virtuels et la validation des processus de fabrication. Ils permettent de communiquer et d'optimiser les conceptions avant la production physique. Pour les animations, on peut utiliser Blender .
• Internet des objets et automatisation :
  • Les frameworks open source, tels que Node-RED ou OpenPLC , permettent aux utilisateurs de mettre en œuvre des solutions IoT (Internet des objets) et d'automatisation dans le secteur manufacturier. Cela inclut l'intégration de capteurs, l'acquisition de données et l'automatisation des systèmes de contrôle. De plus, des applications comme Arduino sont utilisées dans de nombreuses applications de petite et moyenne envergure.
• Plateformes de collaboration communautaire :
  • Des plateformes comme GitHub , Codeberg et GitLab facilitent le développement collaboratif et le contrôle de version des matériels et des logiciels. Les communautés open source prospèrent sur ces plateformes, permettant aux utilisateurs de partager leurs améliorations, de signaler les problèmes et de contribuer à l'évolution des machines-outils.

Comment contribuer

Dans le domaine en pleine expansion des machines-outils open source, de nombreux nouveaux projets verront le jour dans les années à venir ; n’hésitez pas à contribuer à cette collection.

1. Nouvelles entrées : Si vous trouvez des projets de machines-outils open source avec des licences open source non incluses dans cette collection, veuillez les ajouter.

2. Fournir des mises à jour : Si vous avez des mises à jour ou des informations supplémentaires concernant l'un des projets répertoriés, partagez-les afin d'en garantir l'exactitude.

3. Collaborer : Si vous participez à un projet de machine-outil open source sous licence open source, collaborez pour améliorer la liste et partager vos connaissances.

4. Faites passer le mot : Promouvez la collection d'outils machine open source au sein des communautés concernées afin d'aider d'autres personnes à découvrir et à bénéficier de ces projets.

La collection Project incarne l'esprit de conception ouverte, de collaboration et d'innovation dans le domaine des machines-outils à licences libres. En y contribuant et en y participant, vous participez à la démocratisation des capacités de fabrication et à l'essor de la communauté du matériel libre.

les références