Mathématiques vissées pour des ajustements super fins : vis différentielles

Oct 31, 2023

Pour tout type de machine de précision, un réglage de précision est nécessaire. Pour le pirate informatique, cela implique généralement une vis de réglage, où la précision est déterminée par le pas du filetage. Ce n'était pas suffisant pour [Mark Rehorst] qui voulait un réglage jusqu'à 10 μm pour la butée optique de son imprimante 3D, alors il s'est fabriqué une vis de réglage différentiel.

Les vis différentielles fonctionnent en ayant deux filets avec un pas légèrement différent sur le même arbre. Un écrou sur chaque section de filetage est empêché de tourner par rapport à l'autre, et lorsque la vis est tournée, leur position relative ne changera que dans la mesure de la différence entre les deux pas de filetage.

La vis différentielle dans ce cas a commencé sa vie comme un boulon M5 normal avec un pas de filetage de 0,8 mm. [Mark] section usinée et filetée du boulon jusqu'à un filetage M4 x 0,7 mm. Cela signifie qu'il peut obtenir 0,1 mm (100 μm) d'ajustement par tour complet. En tournant le pêne de 1/10 de tour, le mouvement relatif descend à 10 μm.

Ce mécanisme n'est pas nouveau, datant d'au moins 1817. Si vous avez besoin d'ajustements fins sur un budget, c'est une façon très élégante d'y parvenir et vous n'avez même pas besoin d'un tour pour fabriquer le vôtre. Vous pouvez partiellement percer et tarauder un écrou d'accouplement, ou fabriquer un adaptateur imprimé en 3D pour connecter deux boulons.

Fabriquer des outils de précision avec un budget limité est un défi mais pas impossible. Nous avons vu des roulements à air en graphite intéressants, ainsi qu'un microscope imprimé en 3D avec une platine réglable avec précision.