Prototypage rapide : «Grenouille, porte-clés»

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1 2 nde enseignement de détermination I.S.P Prototypage rapide : «Grenouille, porte-clés» Lycée de la Méditerranée

2 Grenouille «porte-clés» Prototypage 1 Présentation : Vous allez utiliser les logiciels Stratoconcept et GPILOTE pour programmer et réaliser l usinage en MDF ou médium du prototype de la grenouille porte-clés ci-dessous. 2 Le prototypage rapide : Le prototypage rapide désigne un ensemble de techniques permettant l obtention rapide, au stade de conception et développement, de prototypes matériels. Le prototypage rapide oblige à une modélisation informatique, mais offre un processus sans rupture de la chaîne numérique. Il permet donc, très rapidement, de juger de l impact esthétique, mais aussi du degré de difficulté de la fabrication, du montage, Il permet de préparer les outils, mais aussi l emballage, le marketing Dans la création d un produit, le prototypage rapide apparaît comme un chaînon indispensable pour la conception. Le logiciel Stratoconcept, associé à un système de découpe (laser ou jet d eau) ou bien à une machine de microfraisage, permet la réalisation de prototype et d outillage rapide à partir de matériaux en plaque. Outillage : bouteille Vittel Prototype : balayeuse Laboratoire d I.S.P 1 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

3 3 Principe de base du procédé de stratoconception : Les étapes du procédé : A partir du modèle CAO, génération d un fichier au format STL. 1. Choix du ou des plans de stratification. 2. Visualisation de la forme de la pièce (analyse des dépouilles et contre dépouilles) et mise en place des inserts. 3. Calcul de la stratification. 4. Génération automatique du parcours d outil. 5. Usinage des plaques. 6. Assemblage et fixation des strates. 4 Stratification de la grenouille «porte-clés» : Q 1 : Lancer le logiciel Stratoconcept, puis ouvrir le fichier grenouille porte-clés.stl, à partir du dossier Bureau\Travail ISI_ISP\Prototypage\Grenouille\Fichiers STL. (figures 1 & 2) Figure 1 : Ouverture d un fichier.stl. Laboratoire d I.S.P 2 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

4 Q 2 : Trancher le modèle (figure 3) : Figure 2 : Fichier grenouille porte-clés.stl ouvert. Figure 3 : Commande «Trancher le modèle». Le menu Trancher et une proposition de tranchage de la pièce s affiche. (figures 4 & 5) Figure 4 : Menu «Trancher». Figure 5 : Proposition de tranchage. Laboratoire d I.S.P 3 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

5 Pour trancher le modèle, et afin de pouvoir usiner toutes les surfaces, on peut agir sur 4 paramètres : L axe de tranchage, La matière (épaisseur), La définition de la zone de tranchage (départ des tranches du milieu, du haut ou du bas du modèle), Mode : recto ou recto/verso (nécessite le retournement et le repositionnement de la plaque). Grâce à l outil : calcule les volumes inaccessibles (figure 6), sur la barre d outil de droite, on constate que la proposition de tranchage n est pas satisfaisante puisque beaucoup de surfaces ne pourront être usinées (parties violettes sur la figure 7). Figure 6 : Commande «Calcule les volumes inaccessible». Figure 7 : Volume inaccessible. Q 3 : Définir les paramètres de tranchage : Choix du mode : la définition de la pièce, nous permet de réaliser le prototype en mode recto (figure 8) et ainsi nous évitera le retournement et le repositionnement de la plaque nécessaire dans le mode recto/verso. Choix de la matière (figures 9 & 10) : Figure 8 : Mode «Recto». Figure 9 : Commande «Matière». Matière : Médium, épaisseur 10 mm, dim. X : 100 mm, Y : 100 mm Figure 10 : Menu «Matériaux». Laboratoire d I.S.P 4 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

6 Choix de l axe de tranchage (figure 11) : Choix du plan de tranchage (figure 12) : Figure 11 : Axe «X». Figure 12 : Plans «Départ : Milieu». Après avoir réglé tous les paramètres de tranchage (figure 13), Trancher le modèle. (figure 14) Figure 13 : Paramètres réglés avant tranchage. Figure 14 : Modèle trancher. Q 4 : Insérer des pontets, pour l assemblage et le positionnement des strates après l usinage. La barre d outils «inserts et pontets» permet de : Figure 15 : Modifier les paramètres des inserts et pontets, barre d outils : Placer les inserts et les pontets, inserts et pontets. Sélectionner et paramétrer la grille de positionnent des inserts et pontets. Pour placer les pontets, la vue du modèle doit être de profil, la grille affichée avec un pas de 5 mm. (figure 16) Figure 16 : Modèle vue de profil &grille, pas de 5 mm. Laboratoire d I.S.P 5 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

7 Vérifier que les paramètres des pontets correspondent à ceux de la figure 17 puis placer 2 pontets. (figures 18 & 19) Figure 17 : Modèle vue de profil &grille, pas de 5 mm. Figure 18 : Positionnement des pontets. Figure 19 : Positionnement des pontets. Q 5 : Stratifier le modèle grâce à la commande Stratifier (figure 20) en mettant une précision de 0.4 mm comme paramètre de stratification. (figure 21 & 22) Figure 20 : Commande «Stratifier». Figure 21 : Paramètre de stratification. Figure 22 : Modèle stratifié. Laboratoire d I.S.P 6 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

8 Q 6 : Générer le parcours de l outil (figure 23) : Figure 23 : Commande «Générer le parcours d outil». Vérifier que les paramètres d outil soient comme indiqués sur la figure 24 Q 7 : Générer le code machine (figure 25) : Figure 24 : Paramètres d usinage. Figure 25 : Commande «Générer le code machine». Q 8 : Editer le code par un clic droit dans l arborescence du modèle (figure 26) et enregistrer le programme sur le disque D:\ (figure 27) : Figure 26 : Edition du code. Figure 27 : Programme. Laboratoire d I.S.P 7 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

9 5 Usinage du prototype : Avant d utiliser la machine : Vérifier que l outil installé est bien une fraise 2 tailles de diamètre 2 mm, Prendre un brut en Medium, aux bonnes dimensions (dim. Sur X & Y = 100 mm, dim. Sur Z (épaisseur) = 10 mm), Vérifier que le bouton d arrêt d urgence n est pas enfoncé. Vérifier que la machine est sous tension. Q 9 : Lancer le logiciel GPILOTE disque D :\. (figure 28), puis ouvrir le fichier grenouille_porte-cles_1_r, à partir du Figure 28 : Modèle sur GPILOT Faire une mesure de l outil sur le capteur en cliquant sur l icône : Mesure outil sur capteur. (figure 29) Figure 29 : Mesure l outil sur capteur Q 10 : Valider l origine de la pièce. Placer des bandes de scotch double face sous votre plaque brut, Placer le coin de votre plaque brute en coïncidence avec l origine repéré sur le plateau martyre. Attention à orienter votre plaque en fonction des dimensions suivant les axes X et Y. Cliquer sur l icône : réglage de la machine. (figure 17 & 18) Laboratoire d I.S.P 8 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

10 Figure 30 : Réglage de la machine Figure 31 : Tableau de bord de la machine Avec l aide de votre professeur, valider l origine pièce. Q 11 : Lancer l usinage en cliquant sur l icône de lancement. Q 12 : Durant l usinage très long (50 min) et en vous aidant du dossier ressource, compléter le compte rendu de votre TP. Q 13 : Décoller et vérifier les pièces, puis nettoyer votre poste de travail. Laboratoire d I.S.P 9 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

11 2 nde enseignement de détermination I.S.P Documents réponses : Grenouille «porte-clés» Nom & prénom : Classe : Grenouille «porte-clés» Document réponse Q 1 : Donner, de manière synthétique, les objectifs du prototypage rapide. Q 2 : La grenouille «porte-clés» sera produite en série par un procédé de fonderie métal. En vous aidant du dossier Prototypage rapide, Généralité, quel type de prototype avez-vous réalisé : Maquette ou modèle de conception. Prototype géométrique. Prototype fonctionnel. Prototype technologique. Préséries. Indiquer quelles fonctions sont assurées par ce prototype : Q 3 : Le procédé de Stratoconception, permet de réaliser des outillages rapides. Ces outillages permettent de réaliser des prototypes. Quel type de prototype sera réalisé, Maquette ou modèle de conception. Prototype géométrique. Prototype fonctionnel. Prototype technologique. Préséries. Q 4 : Le format STL est le format numérique utilisé pour le prototypage. Quelle approximation est faite lors de la création d un fichier STL? Laboratoire d I.S.P 1 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT

12 2 nde enseignement de détermination I.S.P Documents réponses : Grenouille «porte-clés» Nom & prénom : Classe : Grenouille «porte-clés» Document réponse Q 5 : Quel est le principe, les avantages et les utilisations du «reverse engineering»? Q 6 : Faire un petit compte rendu de votre TP, en précisant les difficultés et les incompréhensions... Q 7 : Faire valider votre TP par le professeur. Autonomie : Nettoyage : Stratification : Signature : Usinage : Laboratoire d I.S.P 2 Lycée de la Méditerranée LA CIOTAT