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Exploitations pédagogiques en ITEC LAMPE MOBIYA Pièce 26.3 Crochet escamotable

Exploitations pédagogiques en ITEC LAMPE MOBIYA Pièce 26.3 Crochet escamotable La pièce 26.3 « crochet escamotable » est intéressante pour 3 raisons essentielles : 1) Par rapport aux 3 Objectifs du programme, O7, O8, O9, elle permet de traiter plusieurs des compétences attendues (voir tableau ci-dessous), nous avons ici, un bon exemple du traitement de la chaine d’études d’un produit. 2) La pièce est petite, peu complexe, les modifications que les élèves auront à apporter ne présentent pas de difficultés majeures et les calculs sont courts, quelques minutes, que ce soit sous Simulation ou SW plastic (logiciels intégrés à SW). 3) La conception d’un moule peut éventuellement être envisagée et réalisée pour une utilisation sur la machine à injecter « Babyplast » présente dans de nombreux lycées techniques. Programme  En vert, les parties à aborder en priorité, le modèle est exploitable et modifiable sans difficulté majeure. (logiciels Solidworks CAO et simulation RDM, Sustainability pour étude d’impacts environnementaux.  En rouge, activités en introduisant le prototypage par l’impression 3D et la coulée sous vide d’un crochet modifié. Possibilité de moulage réel * d’un crochet modifié sur la machine « Babyplast » en ayant validé le procédé d’injection de la pièce avec Solidworks plastics. *(devis réalisé pour la production du moule) Objectifs de formation Compétences attendues O7 - Imaginer une solution, répondre à un besoin CO7.itec1. Identifier et justifier un problème technique à partir de l’analyse globale d’un système (approche matière-énergie- information) CO7.itec2. Proposer des solutions à un problème technique identifié en participant à des démarches de créativité, choisir et justifier la solution retenue CO7.itec3. Définir, à l’aide d’un modeleur numérique, les formes et dimensions d'une pièce d'un mécanisme à partir des contraintes fonctionnelles, de son principe de réalisation et de son matériau CO7.itec4. Définir, à l’aide d’un modeleur numérique, les modifications d'un mécanisme à partir des contraintes fonctionnelles O8 - Valider des solutions techniques CO8.itec1. Paramétrer un logiciel de simulation mécanique pour obtenir les caractéristiques d'une loi d'entrée/sortie d'un mécanisme simple CO8.itec2. Interpréter les résultats d'une simulation mécanique pour valider une solution ou modifier une pièce ou un mécanisme CO8.itec3. Mettre en œuvre un protocole d’essais et de mesures, interpréter les résultats CO8.itec4. Comparer et interpréter le résultat d'une simulation d'un comportement mécanique avec un comportement réel O9 - Gérer la vie du produit CO9.itec1. Expérimenter des procédés pour caractériser les paramètres de transformation de la matière et leurs conséquences sur la définition et l’obtention de pièces CO9.itec2. Réaliser et valider un prototype obtenu par rapport à tout ou partie du cahier des charges initial CO9.itec3. Intégrer les pièces prototypes dans le système à modifier pour valider son comportement et ses performances Commentaire [MJL1]: Voir à la fin de ce document l’extrait du guide d’accompagnement STIDD ITEC commenté par rapport aux activités développées. Exploitations pédagogiques en ITEC LAMPE MOBIYA Pièce 26.3 Crochet escamotable Ci-dessous les activités d’exploitations du modèle. Activité N°1 - Temps : (2h) - Pièce concernée : crochet initial de la lampe « Mobiya ». Une étude sous Simulation de Solidworks sur la pièce originale (masse: 3.82g) Compétences évaluées : CO8.1, CO8.2 Paramétrer, simuler un scénario de sollicitation et interpréter les résultats. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Activité N°2 - Temps : (1h30) - Pièce concernée : crochet initial de la lampe « Mobiya ». Une étude sous Solidworks Plastic sur la pièce originale (masse: 3.82g) Compétences évaluées : CO8.1, CO8.2, paramétrer, simuler un scénario de production (injection) et interpréter les résultats. Résultats des activités 1 et 2 : le crochet résiste avec un coefficient de sécurité CS = 8 et son injection ne pose pas de problème. Dans l’ACV du crochet, la part matière impacte en GES à 42% et en W consommées à 77%. Il peut être envisagé de réduire la quantité de matière utilisée par une nouvelle conception voir activité N°3 et de reprendre les activités 1 et 2 appliquées au nouveau crochet. Solidworks plastics moulage Solidworks Simulation Exploitations pédagogiques en ITEC LAMPE MOBIYA Pièce 26.3 Crochet escamotable Activité N°3 Temps : (1h30) Pièce concernée : crochet initial de la lampe « Mobiya » à transformer en « crochet modifié ». La classe est divisée en 3 groupes ayant chacun pour mission de concevoir un nouveau crochet. Compétences évaluées : CO7.3, CO7.4, selon le plan proposé, modifier la pièce (moins de matière et simplification des formes du moule). Résultats de l’activité 3 : les crochets voient leur masse diminuer (gain de 24% à 50% de matière). Pour la part matière, l’ACV des crochets modifiés, montrent des gains importants en GES et en W consommées, il faut reprendre les activités 1 et 2 appliquées aux nouveaux crochets et valider la conception et la fabrication. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Activité N°4 et 5 Temps : (3h) Pièce concernée : « crochets modifiés ». Compétences évaluées : CO8.1, CO8.2 avec les mêmes hypothèses Résultats de l’activité 4 et 5 : Les crochets modifiés résistent avec un coefficient de sécurité acceptable et une injection ne posant pas de problèmes majeurs. Remarque : le gain de matière est faible dans l’absolu proche de 1 à 2 g, mais élevé en %. Ce qui est important, c’est la démarche, le questionnement et la réflexion mobilisée chez l’élève. Un transfert de cette démarche pourra être fait sur des pièces plus massives. Dans un premier temps, j’avais envisagé de travailler sur le corps de lampe mais les temps de calculs (30 à 50mn) m’ont fait choisir le crochet. Activité N°6 Temps : (1 à 2h) Pièces concernées : Le crochet initial de la lampe « Mobiya » et les crochets modifiés. Compétences évaluées : CO8.3, CO8.4, Comportement d’un mécanisme et/ou d’une pièce Interprétation des résultats d’une simulation : courbe, tableau, graphe, unités associées Comparer dans un tableau les principaux critères de Conception et valider la nouvelle pièce. Un compte rendu devant toute la classe sera fait par chacun des 3 groupes. A la fin de la présentation, le professeur synthétise et il met en avant le crochet qui parait à ce stade le plus adapté à répondre à la problématique. Exploitations pédagogiques en ITEC LAMPE MOBIYA Pièce 26.3 Crochet escamotable Activité N°7 Temps : (1h) pour impression 3D Pièces concernées : Le crochet modifié (masse : 2.83g). - Prototypage du nouveau crochet, intégration sur la lampe et validation. Objectifs : CO9.1, CO9.2, CO9.3 1) Dans un premier temps, un prototypage rapide via fichier STL et imprimante 3D 2) Dans un 2eme temps, on peut envisager la fabrication d’un crochet en résine coulée dans un moule silicone conçu par les élèves. 3) Si la fabrication du moule est lancée, alors une production réelle sur la presse à injecter « Babyplast » (présente dans les lycées) permettra la validation d’un produit fini et directement intégrable à la lampe. Le volume du crochet doit permettre son empreinte dans le moule Moule pour injection d’un trombone Exploitations pédagogiques en ITEC LAMPE MOBIYA Pièce 26.3 Crochet escamotable Activité N°8 : RESTITUTION DES GROUPES ET CHOIX D'UN CROCHET - Elaborer un diaporama (12 diapositives max.) ou une carte heuristique en présentant les résultats des différentes études. Activité N°9 : Projets § abordés du programme : - 1.2 Créativité et innovation technologique. - 1.3 Description et représentation. PROJET de CREATIVITE N°1 Amélioration du produit en permettant une fixation de la lampe sur des supports comme : une vitre, un poteau une barrière, etc.) PROJET de CREATIVITE N°2 Amélioration du produit en permettant une fixation à géométrie variable pouvant s’adapter aux différents téléphones portables (éviter la chute). Quelques pistes de recherches Exploitations pédagogiques en ITEC LAMPE MOBIYA Pièce 26.3 Crochet escamotable Page 88 EXTRAIT GUIDE D’ACOMPAGNEMENT STI DD ITEC (doc. officiel) 2.13 La spécialité Innovation technologique et éco conception Les produits caractéristiques de cette spécialité sont des systèmes techniques manufacturés, fabriqués souvent en série sur des moyens de production optimisés dans un contexte global de compétitivité des produits, d’innovation technologique et d’intégration de plus en plus poussée des contraintes environnementales. Même si les produits utilisés en spécialité ITEC sont majoritairement pluri techniques et induisent une approche globale MEI qui justifie leurs caractéristiques, il est possible d’étudier des produits innovants, compétitifs et écologiques ne relevant que d’un champ technique. C’est le cas, par exemple, de nombreux produits permettant la pratique de sports, qui n’intègrent pas d’autre énergie ou information que les capacités physiques et intellectuelles des personnes qui les manipulent. Le programme de la spécialité permet d’aborder toutes les phases de la justification, de la conception et du prototypage de la structure mécanique d’un système mécatronique, en analysant systématiquement les relations existant entre les solutions technologiques spécifiques (Matière, Énergie et Information) et le fonctionnement global du système. L’enseignement de spécialité permet des approfondissements dans les 2 champs complémentaires des Matériaux et des structures mécaniques. Il utilise une partie des connaissances et compétences de l’enseignement transversal tout en abordant de nouveaux concepts comme : - la cinématique des mécanismes, prolongeant l’approche statique développée dans l’enseignement transversal ; - la caractérisation des matériaux, en lien avec les procédés de transformation ; - les principes des procédés de transformation, qui permettent de uploads/Industriel/ 9781-exploitations-pedagogiques.pdf