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Technique de création assistée par ordinateur et aux moyens de prototypages rap

Technique de création assistée par ordinateur et aux moyens de prototypages rapides dans le domaine de la bijouterie-joaillerie Etudiants : Jiannan DU Aubert RIBAUCOURT Alya KHOUADJA Mathilde GIRAUD Nicolas MARTIN François-Xavier MATTHEWS Projet de Physique P6-3 STPI/P6-3/2009 – 027 Enseignant-responsable du projet : F. DHAOUADI 3 Date de remise du rapport : 17/06/10 Référence du projet : STPI/P6-3/2009 – 027 Intitulé du projet : Technique de création assistée par ordinateur et aux moyens de prototypages rapides dans le domaine de la bijouterie-joaillerie. Type de projet : veille technologique. Objectifs du projet : Ce projet a pour but de nous faire découvrir les différentes méthodes de conception de bijoux assistée par ordinateur et de nous initier à l’utilisation des différents logiciels utiles à la conception assistée par ordinateur, à savoir 3 design et type3. On peut ainsi concevoir des bijoux (bague, pendentif, médaille) virtuellement. Nous allons aussi étudier les différentes étapes de fabrication d’un bijou à partir des modèles créés par ordinateur. 4 TABLE DES MATIERES 1. Introduction .......................................................................................................................6 2. Méthodologie / Organisation du travail...............................................................................7 3. Travail réalisé....................................................................................................................8 3.1. Les étapes de création d'un objet tel qu'un bijou...........................................................8 3.1.1. La création assistée par ordinateur ......................................................................8 3.1.2. Prototypage rapide...............................................................................................9 3.1.3. Créer une bague à partir d'un dessin..................................................................11 3.2. Les logiciels utilisés. ...................................................................................................13 3.2.1. Type3.................................................................................................................13 3.2.2. 3Design..............................................................................................................13 3.2.3. SolidWorks.........................................................................................................14 4. Les résultats obtenus: les bijoux créés. ...........................................................................15 4.1. Création de la bague satellite......................................................................................15 4.2. Création de la bague Cyclope.....................................................................................16 4.3. Création de la médaille « Rebelle! » ...........................................................................17 ............................................................................................................................................18 5. Conclusions et perspectives............................................................................................20 6. Bibliographie....................................................................................................................21 7. Annexes ..........................................................................................................................22 7.1. Documentation technique. ...................................................................22 5 NOTATIONS, ACRONYMES Fichier STL : format créé par la société 3D Systems, utilisé dans les logiciels de stéréolithographie. Ce format est très utilisé pour le prototypage rapide, il décrit uniquement la géométrie des surface en 3 dimensions ; par contre il ne comporte pas d’information sur la texture ou la couleur par exemple. Fichier GIF : Graphic Interchange Format, c’est un format qui peut contenir de 2 à 256 couleurs (parmi une palette de 16.8 millions de couleurs), ce qui lui permet d’être relativement peu encombrant. 6 1. INTRODUCTION Dans le cadre de notre projet de P6-3, intitulé « technique de création assistée par ordinateur et aux moyens de prototypages rapides dans le domaine de la bijouterie-joaillerie », nous avons pu approcher le domaine de la bijouterie-joaillerie et les techniques utilisées. La bijouterie et la joaillerie est un secteur très sollicité de nos jours. La conception de bijoux ou de médailles, à la main, demande beaucoup de temps, de concentration, et d'habileté. C’est pourquoi, aujourd’hui, de nombreux concepteurs de bijoux ont recours à la création assistée par ordinateur, suivie de la technique de prototypage rapide. Ainsi, les bijoux sont créés plus facilement, et surtout, plus rapidement. Cette nouvelle technique de prototypage rapide apporte une grande avancée dans l'industrie mais aussi dans le domaine de la bijouterie-joaillerie. Cela permet en l’occurrence de fabriquer des bijoux en plus grande quantité, les rendant ainsi plus accessibles aux gens. Dans ce projet nous apprenons à manipuler certains de ces logiciels de création 3D, tels que 3Design, Type3 et SolidWorks, et à découvrir les avancées que l’informatique a permis dans le domaine de la bijouterie-joaillerie grâce, notamment, au prototypage rapide. Le but de notre projet n’est pas seulement de créer des bijoux sur un logiciel, mais de générer des fichiers STL, que l’on peut facilement donner à un bijoutier qui fabriquera la pièce. Nous allons ainsi modéliser quelques bijoux pour vous montrer les différentes applications que permettent ces logiciels. Dans un premier temps, nous allons énoncer la méthodologie et l’organisation de notre travail, pour voir comment nous avons mené ce projet. Dans un deuxième temps, nous présenterons notre travail réalisé et les résultats obtenus. Nous allons définir les termes de notre sujet pour bien expliquer comment on peut fabriquer de telles bagues. Puis, nous évoquerons les logiciels que l'on a utilisés. Nous présenterons, ensuite, les bijoux qu'on a créés lors de ce projet. Enfin nous tirerons les conclusions sur ce projet, et envisagerons certaines perspectives pour les éventuels futurs projets. 7 2. METHODOLOGIE / ORGANISATION DU TRAVAIL Afin de mieux repartir le travail, nous nous sommes divisés en trois binômes. Durant les premières semaines nous avons découvert et pris en main les différents logiciels à savoir Type3 et 3Design. Cette phase a duré 5 séances, jusqu'aux vacances de Pâques, pour que chaque binôme utilise au moins une ou deux fois les deux logiciels, car un seul binôme pouvait utiliser 3Design. Puis, nous avons commencé à travailler sur différents bijoux. un binôme a créé un médaillon à partir de Type3. Étant donné que nous n’avions qu’un seul verrou pour utiliser 3Design, un binôme a travaillé à la réalisation d’une bague tandis que le troisième effectuait des recherches pour compléter le dossier. Ces deux derniers binômes alternaient une semaine sur deux. Nicolas et François- Xavier Alya et Mathilde Aubert et Jiannan Conception d’une médaille Conception de bagues Conception de bagues Projet Groupe 27 8 3. TRAVAIL REALISE. .3.1. Les étapes de création d'un objet tel qu'un bijou. La création d'un bijou se fait en plusieurs étapes. Tout d'abord, on doit créer le bijou. Pour cela, on utilise la création assistée par ordinateur qui permet de créer des objets virtuellement en 3D. Ensuite, on passe au prototypage rapide qui permet de former le bijou réellement, en tant que prototype. 3.1.1. La création assistée par ordinateur La Conception Assistée par Ordinateur (CAO) est née grâce aux avancées technologiques, tant au niveau des logiciels de base utiles à ce genre de technique, mais aussi en matière de périphériques graphiques, qui permettent un travail interactif. Le but de cette technique est de concevoir virtuellement sur ordinateur et de visualiser certains objets. Avec la simulation numérique, l’utilisateur peut visualiser l’objet en question sous tous ses angles. L’avantage de cette technique est que l’utilisateur est suivi par l’ordinateur du début à la fin de la fabrication d’une pièce. En effet, les logiciels de CAO lui permettent de concevoir l’objet, comme s’il faisait un dessin sur papier, mais en fait, il construit l’objet virtuellement. Ensuite, il y a différentes phases pour améliorer l’objet et bien le visualiser. C’est cela qui est très avantageux par rapport au fait de dessiner simplement l’objet : on peut voir les défauts et le comportement général de l’objet, en le faisant pivoter, alors qu’il n’existe pas. On obtient alors une maquette numérique, qui est un vrai prototype. Pour finir, la fabrication de l’objet se fait grâce à l’ordinateur relié à une machine. L’avantage de cette technique est que l’on peut l’utiliser pour fabriquer des produits finis, comme des outils pour fabriquer ces produits, ce qui construit une bonne partie de la chaine de fabrication. La CAO est utilisée dans beaucoup de domaines d’activité. En effet, le secteur mécanique a été le premier à l’utiliser dans les années 60. Cela facilite la fabrication de nombreuses pièces grâce à des logiciels directement utilisés en 3D, avec des fonctions concernant les matériaux, les perçages et les assemblages. D’autres logiciels sont aujourd’hui spécialisés dans l’électronique pour fabriquer des composants et des circuits de très petites tailles. Dans ce domaine, la CAO permet donc de fabriquer des objets en micro-électronique, ce que nous ne savons pas faire sans machine. Des logiciels de CAO sont aussi propres aux domaines du BTP, moléculaire, de l’ameublement, de l’orthopédie et de la confection de vêtements. D’autres dérivés de la CAO existent. Le DAO (Dessin Assisté par Ordinateur) permet le dessin technique sans pouvoir interpréter l’ensemble des traits dessinés, ce qui le différencie de la CAO. La FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) est utilisée, comme son nom l'indique, pour faciliter la fabrication d'un objet. C'est, en fait, un fichier composé d'un programme qui définit tous les mouvements que doit faire la machine, appelée machine-outil, pour réaliser un certain objet. La FAO et la CAO sont directement liées. En effet, la fabrication est réalisée après avoir effectuer la phase de conception. Les fichiers de CAO sont donc lus par les progiciels (logiciels applicatifs) de FAO. On trouve aussi des progiciels dans lesquels la CAO et la FAO sont intégrées directement: on les appelle les CFAO (Conception et Fabrication Assistées par Ordinateur). Dans le programme, on retranscrit le parcours outils, c'est-à-dire le parcours que devront faire les outils de la machine pour obtenir l'objet voulu. Dans le progiciel de FAO, le parcours des outils se fait sur une modélisation 3D de l'objet (ce 9 que l'on fait en CAO). On peut choisir les outils, donner la vitesse d'usinage, la profondeur de coupe et la stratégie d'usinage. Ainsi, la création assistée par ordinateur a été une évolution très importante dans l'industrie et dans l'univers du dessin technique. On a maintenant des progiciels pour beaucoup de domaines d'activités. De plus, ces progiciels couvrent toutes les étapes de création d'un objet, du dessin à la fabrication en passant par la conception. 3.1.2. Prototypage rapide. Le prototypage rapide est, tout simplement, un moyen pour mettre en forme les pièces ou outils créés sur un logiciel uploads/s3/ bijouterie-cao-dao.pdf