Construire une horloge murale à engrenages mobiles découpée au laser
Difficulté : facile. Durée : 20 minutes de conception, un après-midi de fabrication. Méthodes recommandées : contreplaqué ou acrylique découpé au laser.
Une horloge à engrenages mobiles donne l'heure avec un mécanisme à quartz ordinaire et ajoute des roues dentées visibles qui s'engrènent et tournent pour l'effet visuel. Deux entraînements sont possibles ; ce choix détermine les pièces à découper et leur assemblage.
Le style Planétaire utilise un mécanisme. Une roue solaire centrale est montée sur son axe, des satellites tournent autour et une couronne intérieure borde le fond. Quand l'axe tourne, soleil, satellites et aiguilles se mettent en mouvement avec ce seul mécanisme. Le fond ne comporte que l'alésage central.
Le groupe d'engrenages tournants utilise deux entraînements indépendants pour répartir la charge. Les roues en bois ou en acrylique ajoutent poids et frottements sur l'axe horaire et peuvent ralentir, bloquer ou décharger un mécanisme à quartz unique lorsqu'elles grossissent. Ici, des roues à axes fixes entourent une roue centrale libre à alésage large. L'axe principal la traverse jusqu'aux aiguilles sans entraîner les roues. Un second mécanisme à quartz ou petit moteur derrière une roue entraîne tout le groupe par des trous supplémentaires dans le fond. Les deux entraînements ne se chargent jamais mutuellement.
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Ce qu'il vous faut
Matériaux
- Roues : contreplaqué de bouleau de 3 mm ou acrylique de 3 mm pour rester légères et tourner librement. L'acrylique donne des dents nettes, le contreplaqué un aspect chaleureux.
- Fond et couronne : contreplaqué ou acrylique de 3 à 6 mm. Une plus grande épaisseur paraît plus solide au mur.
- Groupe tournant uniquement : un axe ou une courte entretoise par roue à axe fixe, passant dans son trou du fond.
- Fixations : un peu de colle pour la couronne et de fines rondelles pour écarter légèrement les roues du fond.
Mécanismes
- Planétaire : un mécanisme à quartz standard dont l'axe traverse le fond et l'empilement de roues, avec son jeu d'aiguilles.
- Groupe tournant : le même mécanisme pour les aiguilles, plus un second mécanisme à quartz ou un petit motoréducteur pour les roues.
1. Choisir le style, puis un préréglage
Réglez d'abord le style d'engrenage. Choisissez Planétaire pour un mécanisme entraînant tout, ou Engrenages statiques pour un groupe à second entraînement. Prenez ensuite un préréglage : Horloge murale steampunk et Horloge décorative minimaliste sont planétaires ; Groupe d'engrenages tournants et Engrenages tournants simples sont statiques avec second mécanisme déjà activé. Activez le cadran pour les repères horaires, placés sur le calque de marquage à graver, sans découpe.
2. Dimensionner les roues
- Le nombre de satellites / roues extérieures définit combien de roues entourent le centre. Beaucoup donnent un style steampunk chargé, peu un aspect moderne épuré.
- Les dents du soleil / de la roue centrale et les dents des satellites / roues extérieures dimensionnent les deux roues. En mode planétaire, la couronne est calculée avec les dents du soleil plus deux fois celles d'un satellite pour assurer l'engrènement.
- Le module est la taille des dents en millimètres. Il détermine la taille globale de l'horloge, car roues et fond grandissent avec les dents.
- En mode planétaire, la somme des dents du soleil et de la couronne doit être divisible par le nombre de satellites pour les répartir régulièrement. Le générateur signale les incompatibilités.
3. Régler l'alésage et le second mécanisme
Adaptez l'alésage de l'axe à l'axe fileté du mécanisme à quartz. En mode planétaire, cet axe entraîne le soleil et les aiguilles ensemble. En mode statique, la roue centrale possède un alésage surdimensionné pour laisser l'axe atteindre uniquement les aiguilles. L'option Entraîner les roues avec un second mécanisme d'horloge ajoute un trou d'axe et une empreinte gravée derrière une roue pour monter le second mécanisme ou moteur.
4. Personnaliser roues et aiguilles
Les centres de roues définissent leurs évidements : Plein donne un aspect lourd et industriel, Rayons et Trous d'allègement un aspect plus léger, Filigrane un style ornemental. Une roue allégée tourne plus facilement. Choisissez ensuite un style d'aiguilles, pique, bâton ou pointe, adapté au cadran.
5. Vérifier en 3D, puis exporter
Ouvrez l'onglet 3D et lancez la lecture. En mode planétaire, les satellites tournent autour du soleil ; en mode statique, la roue entraînée et le groupe tournent sur place. Si tout fonctionne correctement, téléchargez le SVG en disposition Plaque de découpe. Elle place côte à côte fond, couronne planétaire, roue centrale, roues extérieures, aiguilles et gabarit de réglage.
Choisissez votre méthode de fabrication
Découpe laser
Pièces à découper et à graver
- Découpez tous les contours et trous : fond et alésage central, roues et centres, couronne planétaire, aiguilles et gabarit.
- Gravez uniquement le calque de marquage : repères d'heures et de minutes et, en mode statique, empreintes rondes de position des mécanismes. Ne les découpez pas.
- Découpez les roues dans du 3 mm pour les garder légères. Le fond peut faire 3 à 6 mm.
- Découpez les roues une par une plutôt que de les imbriquer serrées : l'accumulation de chaleur élargit la coupe des dernières pièces. Poncez la carbonisation de chaque flanc de dent pour un engrènement propre.
Assembler une horloge planétaire à un mécanisme
- Gravez les repères du cadran sur le fond, puis collez la couronne sur son bord en alignant les deux cercles.
- Montez le mécanisme à quartz derrière le fond avec son axe dans l'alésage central.
- Fixez la roue solaire sur l'axe pour qu'elle tourne avec lui, à une épaisseur de rondelle du fond.
- Placez les satellites entre le soleil et la couronne pour engrener les deux. Ils sont retenus sans axes ; pour une orbite plus fluide, vous pouvez les monter sur un fin disque porte-satellites transparent.
- Posez les aiguilles sur l'axe et réglez l'heure. Un seul mécanisme entraîne désormais aiguilles, soleil et satellites.
Assembler un groupe tournant à deux entraînements
- Gravez les repères du cadran et les deux empreintes de mécanismes sur le fond.
- Montez le mécanisme à quartz principal au centre. Son axe traverse l'alésage surdimensionné de la roue centrale libre jusqu'aux aiguilles, sans entraîner les engrenages.
- Fixez chaque roue extérieure dans son trou du fond avec un axe ou une courte entretoise, légèrement écartée du panneau. Vérifiez que l'ensemble s'engrène sans point dur.
- Derrière la roue repérée par la seconde empreinte, montez un second mécanisme à quartz ou un petit moteur et reliez son axe à cette roue par le trou supplémentaire. Elle entraîne tout le groupe.
- Posez les aiguilles sur l'axe principal et réglez l'heure. Aiguilles et engrenages ont leurs propres entraînements et ne se chargent pas mutuellement.
Réglages de découpe et ajustement
Aucune pièce ne supporte de charge importante : un ajustement à friction léger suffit. Alésez les trous qui serrent et ajoutez une fine rondelle là où une roue frotte le fond. Utilisez le gabarit pour marquer les entraxes et faites fonctionner le mécanisme quelques minutes avant de suspendre l'horloge pour vérifier l'absence de blocage.
Impression 3D
Réglages d'impression
- Imprimez les roues à 3-4 mm d'épaisseur avec 4 périmètres, en gardant les dents dans les parois et jamais dans le remplissage.
- Les dents imprimées sont épaisses : ajoutez 0,2 mm de jeu avant d'imprimer l'ensemble.
- Imprimez les roues dans une couleur contrastant avec le fond pour rendre l'engrènement visible.
Prochaines étapes et idées de projets
- Découpez fond et couronne dans du noyer foncé, et les roues dans du bouleau pour les faire ressortir au mur.
- Découpez les roues en trois couches d'acrylique de couleur contrastante pour un aspect moderne.
- Remplacez les graduations par des chiffres dans l'éditeur de créations après l'exportation du fond.
- Dans le groupe tournant, remplacez le second mécanisme à quartz par un motoréducteur lent pour faire tourner les roues en continu.
- Pour des engrenages seuls, y compris trains planétaires et paires non circulaires, utilisez le générateur d'engrenages.
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