Le choix des matériaux

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Alizée Lesage
il y a 7 ans
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1 Le choix des matériaux pour nos trois expériences : Patins du vélo Embouts du fusible Pont du bateau Selon la fonction technique demandée Fonction technique Propriété nécessaire Matériau Freinage d une roue de vélo Passage du courant électrique Assurer l étanchéité adhérence matériau conducteur matériau étanche Assurer la solidité Selon la fonction d estime désirée matériau robuste Fonction d estime Critères Matériau Etre esthétique, être à la mode Performance forme, couleur technologie de pointe Pour ces trois exemples, retrouvez les fonctions réalisées. Le cadre en aluminium d un vélo : L aluminium est un matériau qui assure la rigidité du cadre (fonction...) et permet d obtenir des formes modernes (fonction...) La roue en plastique rigide de la trottinette : Le plastique rigide permet d obtenir de multiples couleurs (fonction...) et il y a une bonne adhérence de la roue sur le sol (fonction...) Le pare-brise en plexiglass du bateau : Le plexiglass est un matériau qui assure la transparence (fonction...) et il a un design moderne (fonction...)

2 Le choix des matériaux pour nos trois expériences : Patins du vélo Embouts du fusible Pont du bateau Le caoutchouc pour son bon contact avec la jante, son adhérence, sa dureté plus faible, son efficacité. L aluminium, car il laisse passer le courant Le bois, car c est un matériau esthétique On choisit un matériau selon la fonction technique demandée, la fonction d estime désirée et selon ses propriétés. Le concepteur* fera un compromis entre ces trois éléments Selon la fonction technique demandée Fonction technique Propriété nécessaire Matériau Freinage d une roue de vélo adhérence caoutchouc Passage du courant électrique Selon la fonction d estime désirée matériau conducteur Fonction d estime Critères Matériau Etre esthétique, être à la mode forme, couleur bois, plastique, carbone etc... Performance technologie de pointe carbone, titane etc... Pour ces trois exemples, retrouvez les fonctions réalisées. aluminium, cuivre etc... Assurer l étanchéité matériau étanche plastique, caoutchouc Assurer la solidité matériau robuste acier Le cadre en aluminium d un vélo : L aluminium est un matériau qui assure la rigidité du cadre (fonction technique ) et permet d obtenir des formes modernes (fonction d estime) La roue en plastique rigide de la trottinette : Le plastique rigide permet d obtenir de multiples couleurs (fonction d estime) et il y a une bonne adhérence de la roue sur le sol (fonction technique) Le pare-brise en plexiglass du bateau : Le plexiglass est un matériau qui assure la transparence (fonction technique) et il a un design moderne (fonction d estime)

3 Pour la fonction technique freinage, vous allez tester 3 matériaux pour les patins : du bois, du caoutchouc et de l aluminium. Pour faire l essai : 1.Vérifiez que les patins soient bien en place de chaque côté de la jante il doit y avoir un espace de 1 à 2 mm entre la jante et le patin. 2.Faites tourner la roue à la main 3.Appuyez sur la poignée du frein 4.Regardez l effet sur le serrage de la jante 5.Complétez le tableau Le serrage est-il efficace? (la route s immobilise-t-elle rapidement) A-t-on des empreintes sur la jante? Matériaux Patins en bois Patins en caoutchouc Patins en aluminium Photos Que se passe-t-il lors du serrage des freins? empreintes sur la jante, échauffement, bruit, blocage de la roue. etc... Quelle est votre conclusion sur ce choix de matériau? Quel matériau est le mieux adapté? Dites pourquoi. Classe :... Groupe :... Noms :

4 Un fusible est un composant électrique, il protège le circuit. Lorsqu il y a un défaut dans le circuit, le fil à l intérieur du tube fond, ainsi le circuit est ouvert et le courant ne passe plus. embouts Pour la fonction technique conduire le courant, vous allez tester 3 matériaux pour les embouts du fusible : du plastique, de l aluminium et du bois. Pour faire les essais 1.Choisir un des 3 fusibles et repérer le matériau des embouts. 2.Réaliser ce circuit en reliant les différents composants avec les 3 câbles à votre disposition. fil fusible ampoule pile 9v câbles 3.Complétez le tableau, en indiquant l état de l ampoule, correspondant au matériau utilisé plastique aluminium bois Etat de l ampoule : allumée ou éteinte Conclusion sur le matériau Quel matériau est le mieux adapté? Dites pourquoi. Classe :... Groupe :... Noms :

5 Rappel : La fonction d estime est liée au goût des utilisateurs et peut être ressentie d une manière différente d un utilisateur à un autre, selon différents critères : l esthétique, la performance, le prix, la commodité etc... Observez les quatre bateaux du tableau ci-dessous carbone plastique bois acier Complétez le tableau ci-dessous Caractéristiques carbone* plastique bois acier Le plus robuste Le plus rapide le plus joli le plus maniable Pour notre maquette de bateau, pourquoi a-t-on choisit le bois pour le pont? Conclusion sur le choix d un matériau carbone : matériau très léger Classe :... Groupe :... Noms :

6 Classement et propriétés des matériaux Identifier les grandes familles de matériaux et leurs aptitudes Les matériaux métalliques Ferreux : le fer et ses alliages : l acier, la fonte Non-ferreux : l aluminium et ses alliages : le duralumin (+cuivre), le zamak (+zinc) le cuivre et ses alliages : le laiton (+zinc), le bronze (+étain) Propriétés : solides, recyclables, très conducteur d électricité pour le cuivre, inoxydable et assez léger pour l aluminium, très différentes selon les additifs : nickel, manganèse etc... Les matériaux organiques Les matériaux naturels : Le coton, le cuir, le bois et ses dérivés, Les matériaux synthétiques : les matières plastiques Les thermoplastiques : déformables à chaud peuvent être refondus et réutilisés polychlorure de vinyle : PVC, plexiglass, polystyrène etc... Les thermodurcissables : indéformables à chaud ils sont moulés une fois pour toute, on ne peut plus les déformer epoxy (circuits implimés), bakélite etc... Les élastomères : ils reprennent leur forme après avoir été déformés le caoutchouc et élastomères équivalents Propriétés : ils sont très légers, quelquefois déformables, isolants, faciles à travailler, esthétiques, étanches et inoxydables pour les plastiques Les verres et céramiques Les verres : par fusion du quartz contenu dans du sable Les céramiques : par fusion du quartz contenu dans l argile Propriétés : ce sont des matériaux très durs, fragiles et isolants élec- Les composites Le composite est une association de matériaux des précédentes familles, ces matériaux sont juxtaposés (à l inverse des alliages ces matériaux ne se mélangent pas) carton+plastique+aluminium pour les briques de lait plastique+fibre de verre pour les planches de ski Propriétés : ils sont plus solides que l acier et aussi légers que les plastiques mais ils sont très chers!

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