Un marbre de controle en granit à bas prix, de la précision souhaitée et neuf ??? C’est possible !! Bonjour à tous, nous sommes le 24 Mars 2020. Hier était un jour particulier pour moi : le jour de mon anniversaire. Mais cette année mon anniversaire tombe dans un climat de confinement pour cause de Coronavirus. On ne peut donc pas faire les magasins, flâner, acheter des cadeaux etc ! En gros il faut s’adapter, tout en respectant les consignes de sécurité et d’isolement. C’est ainsi que j’ai décidé de m’offrir un ensemble de marbre de controle en granite. Mais un ensemble particulier : du fait-maison !!!

Il y a quelques temps je me suis mis en tête de tester la technique de rodage dite « technique des 3 marbres », et c’est avec une facilité déconcertante que j’ai pu réaliser un marbre de 400 x 600 mm en classe 0. J’avais lancé cette expérience sur le forum usinages : Sujet marbre de fabrication maison ICI. A la fin de la première plaque je me suis rendu compte d’une chose : Certes il faut de la patience, mais il est possible de se faire soi-même du matériel de haute précision sans aucun matériel coûteux !

J’ETAIS CONQUIS !!!

DEBUT DE L’AVENTURE : Un marbre en granit DIY de 400 x 600 mm classe 0.

LE MATERIEL nécessaire est basique :

Niveau de précision DIY (coût environ 11€ pour la fiole de précision). Voir l’article sur la réalisation ICI

Dalles en granit massif (Cout environ 25€ pour 3 dalles pour terrasse, épaisseur 30 mm et de la surface de votre choix). Le choix des plaques est important : il faut superposer les plaques 2 par 2, puis regarder sur le bord juste entre les plaques : voit-on un espace entre les plaques ? Si oui alors au moins l’une des 2 plaques est convexe. Si on ne voit pas de jour, passons au test suivant : soulever légèrement la plaque du dessus puis lâchez-la sur celle du dessous. Est-ce que le son « claque » ? Si oui au moins l’une des plaques est concave. Si non c’est que nos plaques sont assez planes. En faisant ces simples tests vous avez déjà gagné de nombreuses heures de rodage !!!!!! 😀

Grain de carbure de silice (gr 120, 240, 800 pour mon expérience). Il peut être appelé aussi Carborundum ou silicium carbide.

Pour le matériel obligatoire c’en est fini, et oui, déjà !! Ensuite il est possible d’utiliser du matériel supplémentaire pour gagner du temps dans le controle des opérations de rodage. Bien sur ce matériel supplémentaire n’est pas obligatoire. Il permettra simplement de gagner du temps, ou encore de réaliser d’autres instruments comme une règle ou une équerre.

MATERIEL OPTIONNEL

Sphéromètre DIY (facile à réaliser, c’est un comparateur monté sur un support à 3 pieds. Il servira à mesurer la courbure de la plaque : concave ou convexe.

Règle à filament : Posée sur la tranche contre une plaque, elle montrera un fil de lumière à chaque endroit présentant un creux sur la plaque.

Vé de métrologie : Uniquement dans le cas de la réalisation d’une règle ou d’une équerre. Nous y reviendrons !

Et voila, avec tout ça vous allez pouvoir vous confectionner une panoplie constituée d’un (ou plusieurs) marbre de controle en granit, assorti de sa règle et de son équerre. Maintenant que nous avons présenté le matériel, c’est parti pour la pratique !

LA TECHNIQUE DES 3 MARBRES :

C’est une technique utilisée pour réaliser des surfaces de référence parfaitement planes sans avoir recours à aucune machine. Le principe est simple : Il vous suffira de frotter 3 plaques les unes contre les autres pour obtenir un plan parfait.

Je m’explique, et pour le coup un dessin vaudra toujours mieux qu’un long discours :

Sur le dessin ci-dessus, nous voyons les zones en rouge qui vont s’user sous l’action de l’abrasif. En suivant l’ordre de rodage illustré (A+B, puis A+C, puis B+A etc….) chaque passe améliorera la planéité des plaques.

Il suffira alors de répéter ce cycle autant de fois que nécessaire pour atteindre petit à petit la précision souhaitée.

RODAGE D’UN MARBRE DE CONTROLE EN GRANIT : L’EBAUCHE.

LE PLUS LONG : C’EST L’EBAUCHE !!!!!! Par contre la bonne nouvelle c’est que pour l’ébauche il n’y aura pas besoin de moyen de contrôle. Le rodage d’ébauche sera plus rapide à l’eau ! Nous allons utiliser ici du grain de 60 ou 120 pour gagner du temps. Aussitôt que le grain n’accroche plus ou qu’il est chargé de poussière, changez-le ! Quand vous observez que les plaques touchent en totalité (la zone rodée n’a pas la même couleur que la zone brute : elle est plus foncée et plus brillante), il deviendra alors nécessaire de contrôler l’avancement. On peut s’aider dans cette recherche en griffonnant des traits au crayon papier sur chaque plaque. Après rodage les traits de crayon sont effacés sur les zones en contact entre les plaques. Nous observerons alors l’avancement de l’ébauche de façon simple :

Cette astuce n’est valable qu’en ébauche. En effet, lors de la finition elle n’offrira pas une précision suffisante. Lorsque toutes les zones sont en contact, et donc qu’il n’y a plus de trait crayon visible sur les plaques, nous pouvons passer à du grain plus fin. Le mouvement à appliquer sur les plaques lors du rodage est OBLIGATOIREMENT un mouvement en 8. Lors de l’ébauche, il peut être de grande amplitude. Cependant dès lors que l’on se rapproche du résultat désiré, il devra nécessairement être de faible amplitude.

A la fin de l’ébauche, nous devons avoir une planéité de l’ordre de quelques centièmes de mm sur chacune de nos 3 plaques.

Si vous possédez une règle à filament ou que vous avez fait un sphéromètre DIY, c’est le moment de vous en servir ! Ce sont ces appareils basiques qui vous feront gagner du temps car vous verrez tout de suite sur quelle zone vous devrez vous concentrer.

RODAGE D’UN MARBRE DE CONTROLE EN GRANIT : LA DEMI-FINITION

Si vous ne possédez pas de moyen de controle pour vérifier votre planéité vous pouvez commencer par frotter de nouveau 1 fois vos 3 plaques selon l’ordre décrit dans le schéma plus haut. MAIS cette fois vous devez le faire SANS grain. Un seul cycle complet suffira. En faisant ça vous obtiendrez des zones plus brillantes sur les bosses de vos plaques. D’autre part vous observerez des « points durs » dans le glissement des plaques les unes sur les autres. Là aussi ce sont les bosses des plaques qui touchent et limitent le glissement.

Après le cycle de rodage sans grain, vous devriez connaitre les zones en bossage sur chacune de vos plaques.

Lorsque les bosses sont détectées il va falloir les roder. Nous allons alors utiliser des chutes de granite en guise de cale à poncer, et roder localement les bosses avec le grain intermédiaire (240) et travailler en petits 8 à sec. Attention lors du rodage à la cale tout va plus vite ! Vous devrez donc vérifier régulièrement l’avancement comme décrit précédemment.

A la fin de cette étape de demi-finition, les plaques doivent flotter l’une sur l’autre sur un coussin d’air.

LE VRAI MARBRE APPARAIT : LA FINITION

L’opération de finition va relativement vite selon la précision souhaitée ! On travaillera maintenant UNIQUEMENT AU GRAIN FIN (800 dans mon cas). Mais malheureusement nous ne pourrons pas échapper au moyen de contrôle pour quantifier nos défauts de planéité ! Il existe des moyens optiques ou des moyens basiques comme le niveau à bulle de précision DIY. C’est ce moyen qui sera utilisé dans mon expérience.

A NOTER : Suivant l’épaisseur de vos plaques, il peut devenir nécessaire de contre-coller des épaisseurs de granit en dessous pour augmenter leur épaisseur. Dans le cas de mon expérience, je me suis arrêté à une planéité de 5 microns. Je ne pouvais pas aller plus loin sans contre-coller mes plaques pour avoir plus de rigidité. J’ai donc acheté de nouvelles plaques pour pouvoir finir l’expérience.

ETAPE INTEGRANTE DE LA FINITION : LA CARTOGRAPHIE

Avant de commencer la finition nous allons CARTOGRAPHIER la plaque. Pour cela, il sera impératif de régler la plaque de niveau. Dans mon cas, la plaque à contrôler était simplement posée sur 3 vis, ce qui me permettait de régler son niveau. Une fois notre plaque de niveau il faut la quadriller selon la taille de votre niveau : des carreaux de 100 ou 200 mm de coté.

Ensuite nous allons déplacer le niveau sur ce quadrillage et relever les déviations du niveau.

Nous obtiendrons une matrice comme le montre l’exemple suivant :

L’exploitation de ces résultats de mesure bruts n’est pas chose aisée. Pour résoudre ce problème, j’ai trouvé sur le forum usinages un fichier Excel très bien fait, et fourni gracieusement par un membre du forum. Vous pourrez le trouver en cliquant sur le lien ICI.

Ce fichier nous permettra de solutionner le problème et nous donnera la planéité du marbre en fonction de nos relevés au niveau.

Libre à vous de simuler un aperçu visuel avec un graphique Excel (à gauche) ou autre (Blender par exemple, à droite) :

Vous pouvez maintenant continuer à roder les bosses pour augmenter la précision de votre marbre, jusqu’à la précision souhaitée. Personnellement je me suis arrêté à la classe 0, soit moins de 6 microns pour un marbre de 400 x 600 en granit.

La suite ? Naturellement la fabrication d’une règle prismatique, un petit marbre de bijoutier à 2 microns et d’une paire d’équerres…..bien sûr en appliquant la même méthode que celle décrite dans cet article !!

UNE REGLE PRISMATIQUE EN BONUS ?

Après le rodage des mes 3 plaques de granit, je me suis retrouvé avec potentiellement 3 marbres….QUE FAIRE avec tout ça ??? Et bien c’est tout simple : un des marbres sera sacrifié pour en faire des instruments de contrôle supplémentaires. Et les 2 autres me direz-vous ? L’un d’eux ira rejoindre mon atelier, et le dernier ira chez un copain !

Le façonnage des équerres est décrit dans un autre article de mon site : LIEN VERS L’ARTICLE

Ici je vais vous présenter la règle car sa fabrication s’apparente beaucoup à celle des marbres. La différence principale réside dans sa forme allongée et aussi dans la relative précision des angles. En effet j’ai choisi d’avoir une face à 90°, et une à 45°.

La règle que j’ai choisi de fabriquer mesure 600 mm de longueur. Elle fait 30 mm d’épaisseur. La technique de rodage utilisée est la même que pour la fabrication d’un marbre. La seule différence réside dans la dimension allongée de la règle. Vous pourrez ainsi roder votre règle contre 2 de vos marbres précédemment fabriqués, jusqu’à l’obtention de la précision souhaitée. Par exemple celle que je montre sur la photo de gauche a une planéité de 2 microns sur la grande face. A vous de choisir où vous arrêter ! 😀

LE CONTROLE DES ANGLES

Le contrôle des 2 angles de 90 et 45° a été fait en posant la règle contre un Vé, puis en palpant la surface avec un comparateur à levier de type pupitast. Ceci permet de vérifier l’absence de déviation du pupitast comme le montrent les photos ci-dessous. Je ne cherchais pas une précision astronomique. Donc je me suis contenté d’être dans le centième pour l’angle à 90°, et dans les 2 centièmes pour celui à 45°.

LA FONCTION REGLE A FILAMENT

Une fois toutes les faces rodées et ajustées à l’angle désiré, il ne me restait plus qu’à roder les rayons de raccordement entre les faces pour pouvoir me servir de cette belle règle comme d’une règle à filament. Le rodage s’effectue en déplaçant la règle sur les 2 marbres fabriqués précédemment, posée sur les arêtes désirées. Maintenant il ne reste plus qu’à roder ces angles pour les arrondir et obtenir des rayons très droits qui pourront servir de règle à filament.

Voila, cet article est terminé. Si vous souhaitez poursuivre l’aventure consultez bien mon article sur la confection d’équerres en granit ! ICI

Afin de m’assurer de la linéarité de la règle j’ai effectué un contrôle de portée au bleu de Prusse. Les 3 faces de la règle portent bien car du bleu s’est déposé sur la quasi totalité des surfaces. Il reste sur le pan oblique une petite zone creuse sur l’extrémité, ce qui ne sera pas gênant à l’usage. Les 2 autres surfaces fonctionnelles portent parfaitement sur le marbre.

Si vous souhaitez vous lancer dans l’aventure, vous avez maintenant toutes les connaissances vous permettant d’y parvenir.

A VOUS DE JOUER !