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Imagination de l'objet technique 2018 / 2019

Présentation de la technologie ( lien vers la carte heuristique de la séance )

Séance n°01

Le besoin ( lien vers la carte heuristique de la séance )

  • Les différents besoins: "Nous avons des besoins à satisfaire". Nous devons manger, nous habiller, nous loger, nous déplacer, communiquer ...
  • Comment représenter le besoin ? "Nous pouvons représenter le besoin grâce à un graphique qui se nomme "bête à corne"."
  • "Sans besoin, pas de nouveaux objets techniques": Pour satisfaire nos besoins, nous devons concevoir des objets techniques.

Le schéma "bête à corne"

Schéma bête à corne
  • Le schéma ci-dessus vous présente "une bête à corne" avec les questions que nous devons nous poser pour pouvoir le compléter.
  • Le produit correspond à l'objet technique ( ou le système technique ) qui comblera le besoin qui se présente à nous. S'il n'existe pas encore nous allons devoir le concevoir et le fabriquer.

L'objet technique ( ce n'est pas un objet )

  • "L'objet naturel n'a pas été modifié par l'Homme mais "fait" naturellement"
  • "L'objet technique a été réalisé par l'Homme". Un objet technique est généralement un assemblage de composants.

Le prototype: "C'est le premier objet technique d'une grande série d'objets techniques identiques". Nous l'utiliserons pour faire des tests et valider la solution technique retenue.

Exemples de prototypes dans le transport et la télécommunication

Contrainte: "Elle devra être supportée par l’objet technique. Elle peut être fonctionnelle, technique, esthétique", pratique, économique, environnementales, légale,… La contrainte devra obligatoirement être respectée par l’objet technique que vous pourrez utiliser.

Le diagramme pieuvre: "Ce diagramme nous permettra de représenter l’ensemble des contraintes qui sont supportées par l’objet technique".

Exemple du diagramme pieuvre d'une souris d'ordinateur

Problématique n°01: "Comment pourrions-nous ranger nos crayons et stylos verticalement sur notre bureau de travail ?"

  • Trouvez des idées pour régler la problématique n°01
  • Notez toutes vos idées sur une feuille de votre classeur
  • Ne vous limitez pas à une seule idée, essayez d'en trouver plusieurs

Séance n°02

Comment représenter une idée ? ( lien vers la carte heuristique de la séance )

Il existe un grand nombre de types de dessins différents. En fin de compte, comme le texte, le dessin permet de transmettre une information.

  • Le croquis: "C'est un dessin rapide fait à main levée", qui présente de façon plutôt minimale le concept que nous voulons transmettre.
  • L'esquisse: C'est un croquis mais dans les domaines de l'art et de l'architecture.
  • Le dessin: "Il peut être quelconque ( non normé ) ou technique. Dans le cas du dessin technique il faudra absolument respecter des règles précises pour faire le dessin".
  • Le texte: "Il nous permettra de compléter le dessin avec des commentaires", des précisions, des explications, ...
Différents types de dessins

Comment faire un dessin ? Nous utilisons de plus en plus les logiciels ( sketchup ) et l'ordinateur. Néanmoins, le dessin peut aussi se faire à la main.

"Sketchup est un logiciel de dessin volumique". Nous l'utilisons sur le même principe que la sculpture. A partir d'un grand volume, nous pouvons enlever ce qui est en trop afin de dessiner notre pièce.

Le logiciel Sketchup

Le prototype: C'est le premier objet technique qui est construit ( pour une famille donnée ). Nous l'utiliserons pour faire des tests et valider la solution technique. "Il existe deux façons de créer un prototype"

  • "Le prototype réel ou la maquette"
  • "Le prototype virtuel fait avec un ordinateur"
Le prototype peut être "virtuel" ou réel

Problématique n°02: Comment allons nous créer le prototype de notre objet technique ?

  • Faites la maquette de votre porte crayons avec du papier ( ou carton )

Séance n°03

Le dessin volumique ( lien vers la carte heuristique de la séance )

  • "Les logiciels de DAO: Dessin Assisté par Ordinateur". Le dessin peut se faire en 2 dimensions ( avec des traits ) ou en 3 dimensions ( avec des volumes ).
  • Mesurer virtuellement des longueurs avec Sketchup. Lorsque le dessin de la pièce est fait, nous pouvons faire des mesures de longueurs, de contraintes, de forces, de point, etc...
  • "Virtualisation du modèle numérique". Pour finaliser cette démarche, "il existe actuellement des outils numériques qui nous permettent de transformer un dessin volumique en modèle virtuel dans lequel nous pourrons nous déplacer avec un casque de réalité virtuel". Grâce à cet outil nous pourrons visiter notre travail avant de la construire réellement.
Représentation en 2 dimensions, en 3 dimensions et en réalité augmentée d'un support de caméra

Problématique n°03: Réalisation d'un prototype virtuel de votre porte crayon

  • Ouvrez le fichier sketchup de départ
  • Modifiez-le pour prendre le logiciel sketchup en main
  • Dessinez votre porte crayons

Séance n°04

Mise en oeuvre / préparation de la fabrication: La lecture de plan ( lien vers la carte heuristique de la séance )

Les différents documents ( Bureau d'étude )

  • "Dessin d'ensemble: Il montre l'objet technique dans son ensemble".
  • "Dessin de définition: Ce dessin nous permettra d'avoir tous les renseignements nécessaires à la fabrication de la pièce qu'il décrit".
  • "Vue en perspective: Dans ce type de dessin, nous pourrons voir 3 faces de l'objet technique ( de la pièce )". Grâce à ce dessin nous pourrons avoir l'impression de voir l'objet technique en 3 dimensions.
  • "Plan isométrique": Ce type de dessin est normalisé et se limite à une représentation en 2 dimensions de l'objet technique. "Pour être complet, ce plan rassemblera le dessin de plusieurs faces de l'objet technique".
  • Rôle du prototype: Le prototype nous permettra de faire des tests et de valider les solutions techniques qui ont été retenues.
Le dessin normalisé ( vue en perspective, plan isométrique, dessin en 2 dimensions )

Problématique n°04: Comment trouver les informations importantes dans les plans et les fichiers numériques qui sont à notre disposition ?

  • Complétez le dessin de définition vierge qui vous a été distribué en utilisant le fichier sketchup de notre porte crayons final ( retrouvez les mesures manquantes ).

Séance n°05 + 06

Mise en oeuvre de la fabrication: La gamme de fabrication ( Lien vers la carte heuristique de la séance )

La gamme de fabrication

  • C'est quoi ? "C'est un document qui va nous décrire avec précision l'ensemble des opérations que nous devrons faire pour fabriquer une pièce" ( un objet technique ). C'est une recette.
  • Quel est son rôle ? "Elle devra décrire chaque étape de la fabrication". Quels outils devrons nous utiliser, comment faire l'opération, dans quel ordre allons nous faire toutes les opérations.

Ordonnancer les phases

  • Contraintes d'antériorité: Certaines opérations ne pourront pas être faites tant que nous n'aurons pas fait autre chose avant. Dans ce cas nous parlerons de contrainte d'antériorité. Exemple, nous ne pouvons pas manger la tarte aux pommes tant qu'elle n'est pas cuite.
  • Réalisation en parallèle: Dans d'autres cas, nous pouvons faire les opérations dans n'importe quel ordre, il n'y a pas de priorité. Exemple: Pour la tarte aux pomme, que devons nous faire en premier: la pâte ou éplucher les pommes

Les usinages: L'usinage est une opération "mécanique" qui va nous permettre d'enlever de la matière sur une pièce quelconque. Pour notre porte crayons, nous allons utiliser les usinages suivants:

  • Découpage: Cisaillage ou poinçonnage. Grâce à une ( ou 2 ) lame nous allons couper une feuille de matière en 2 ( ou plus ). Nous créons donc une nouvelle pièce par enlèvement de matière, ce n'est pas tout à fait de l'usinage.
  • Perçage: Grâce à un foret et une perceuse, nous allons faire un "trou" cylindrique dans la pièce.
  • Pliage: Comme le papier, nous allons pouvoir plier du plastique en feuille ( à chaud ) ou du métal en feuille ( à froid ).
Les différents usinages et mise en forme des matériaux qui existent dans notre salle de technologie

Les erreurs lors de la fabrication. Pour nous il existera 2 erreurs qu'il faudra absolument éviter lors de la fabrication:

  • La mauvaise mesure: Suite à un manque d'attention nous ne respectons pas la bonne mesure pour faire un usinage.
  • L'erreur d'ordonnancement: Nous ne faisons pas les usinages dans l'ordre qui est imposé par la gamme de fabrication.

Problématique n°05: Comment allons-nous fabriquer notre porte crayons ( lien vers la carte heuristique de la séance )

  • Observez le porte crayons modèle ( fichier sketchup )
  • Réalisez la gamme de fabrication de ce porte crayons
  • Utilisez la plaque de PVC qui est mis à votre disposition pour fabriquer votre porte crayons en suivant votre gamme de fabrication
Porte crayons réalisés en 2017 / 2018

Conclusion suite à l'écriture de votre gamme de fabrication et de la fabrication de votre porte crayons.

Séance n°08

Mise en oeuvre de la fabrication dans le respect de la sécurité: L'outillage en salle de technologie ( lien vers la carte heuristique de la séance )

Les différents outils que nous allons utiliser en salle de technologie. Complétez le document vierge mis à votre disposition en écrivant le nom de chaque outil que vous allez utiliser lors des séances de fabrication en technologie.

  • L'outillage fixe ( étau, perceuse à colonne )
  • L'outillage portatif ( clef, tournevis, marteau, la thermoplieuse, ... )
  • La MOCN ( mini fraiseuse, micro tour, imprimante 3D )
  • Les outils interdits car hors norme ( cisaille, poinçonneuse )

La sécurité en salle de classe: Quels sont les dangers que nous pouvons rencontrer dans nos salles de technologie .

  • Le happement: Ce faire attraper et entraîner par une machine en mouvement
  • La brûlure: Le frottement de 2 pièces peut entrainer l'échauffement des pièces. Après utilisation, il ne faut jamais oublier qu'une pièce peut être chaude, même si elle ne "le montre pas" !!
  • La coupure: Un objet coupant peut à tout moment vous blesser et vous faire saigner.
  • La projection: Une machine en mouvement peut projeter des copeaux de matériaux dans n'importe quelle direction autour d'elle.
Il faut toujours se protéger des dangers car après il est trop tard

Quelles sont les consignes de sécurité à respecter lorsque nous sommes en salle de technologie ?

  • Respecter les consignes de sécurité
  • Respecter le travail des autres
  • Ne jamais se mettre soi même ou les autres en danger
  • Toujours porter les organes de protection individuels

Problématique n°06: Comment travailler en toute sécurité en salle de technologie ?

  • Observez la vidéo, retrouvez les dangers en salle de technologie et les moyens de protections à avoir.
  • Quels sont les dangers de chaque machine / outil que nous utilisons en technologie
Nous sommes un danger pour nous même.

Séance n°09

Les matériaux: Origine des matières plastiques ( lien vers la carte heuristique de la séance )

C'est quoi un plastique:

  • Comment sont ils faits ?
  • D'ou viennent ils ?

Les 3 types de plastiques différents

  • Thermoplastique: A température ambiante ils gardent leur forme. Par contre lorsqu'ils sont chauffés, nous pouvons modifier leur forme.
  • Termodurcissable: Ils durcissent après "cuisson"
  • Elastomère: Ce sont des matériaux mous et élastiques.

Où sont ils utilisés ? ( dans notre vie de tous les jours )

Différents matériaux pour faire les objets techniques. Mais où sont les plastiques ?

Séance n°10

Mise en forme des métaux ( lien vers la carte heuristique de la séance )

Vidéo du CDP de Laval

  • Les différents procédés:
  • Pour faire quelles pièces ?

Les procédés que nous avons au collège

  • le thermopliage
Exercice: Les différents modes de mise en forme des métaux

Séance n°11

Les caractéristiques des matières plastiques ( lien vers la carte heuristique de la séance )

Les caractéristiques

  • Dureté: C'est la résistance qu'oppose la surface d'un matériau à la pression d'un poinçon.
  • Conductibilité thermique et électrique: Certains matériaux conduisent ( laissent passer ) plus ou moins facilement la chaleur et/ou l'électricité.
  • flexibilité:
Il existe différentes façons de tester les matériaux

Comment tester les matériaux ?

  • Le multimètre: Pour tester la conductivité électrique d'un matériau
  • L'aimant: Pour savoir si un matériau attire ou non un aimant. Est-il magnétique ?
  • La pointe: Grâce à une pointe, un poinçon, nous pourrons tester la dureté d'un matériau
Appareils de test ( aimantation, électrique, dureté )

Les différents types de contrôles.

  • Le contrôle non destructif
  • Le contrôle destructif
Test destructif réel et virtuel

Credits:

Created with images by maciej326 - "kit crayons a pair of scissors"

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