Chaîne Numérique de Conception

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1 . Ecole Nationale Polytechnique Département Génie Industriel Chaîne Numérique de Conception De la conception à la réalisation Plan du cours 1. INTRODUCTION Cycle de vie d un produit. 2. Chaine numérique de conception CNC : de la conception a la réalisation 3. La chaîne de données numériques Mieux comprendre pour mieux décider. Modeleurs & Modélisation géométrique Standards d'échange de données CFAO Intégration CFAO et Machines-Outils à Commande Numérique 4. Le prototypage rapide : Définitions, contexte et enjeux Les technologies de prototypage rapide Evolutions technologiques : Travaux Pratiques TP0 TP1 TP2 TP3 Programmation d'applications graphiques en CAO CAO et Modélisation 3D Les premiers pas avec un modeleur 3D FAO et Prototypage rapide Conception d'une pièce avec un logiciel de CAO, Fabrication virtuelle (avec un logiciel de Simulation) Projet d impression 3D Conception d'une pièce avec un logiciel de CFAO, Suivi de sa réalisation en prototypage rapide (sur machine) Objectifs du cours Avoir une vue globale de la démarche de conception d un produit, Connaître les bases de l échange de données dans une chaîne numérique Connaître les différents procédés de prototypage rapide /fabrication,

2

3 Ecole Nationale Polytechnique Département Génie Industriel Chaîne Numérique de Conception Démarche de conception De l'idée au produit Du développement de l'idée au produit fini Démarche de conception Processus à deux phases: Phase d exploration : émergence de l idée, Phase d exploitation : cycle de vie du produit Cycle de vie d un produit : La démarche de conception est un processus itératif de plusieurs étapes. Planification, avant-projet : Analyser, connaître et comprendre les besoins Conception préliminaire, Définir le problème à résoudre, identifier les fonctions du produit Trouver les solutions de conception, pour satisfaire le besoin Conception détaillée (CAO), Objectifs : Identifier la structure du produit, des composants et des matériaux Maquettage et prototypage : Matérialiser le produit (Prototypage), tester, analyser et valider la solution retenue ENP /G.I /2 Année / Démarche de Conception 1.1.1

4 Objectifs du cours Avoir une vue globale et synthétique des principales étapes de la démarche de conception d un produit, Connaître les bases de l échange de données dans une chaîne numérique de conception, Connaître les différents procédés de prototypage rapide /fabrication, Mettre en évidence l intérêt du prototypage rapide dans la chaîne numérique de conception comme outil de prise de décision. ENP /G.I /2 Année / Démarche de Conception 1.1.2

5 Ecole Nationale Polytechnique Département Génie Industriel Chaîne Numérique de Conception De la conception, à la réalisation Développement de produits Le cycle de vie d un produit regroupe l ensemble des activités associées à un produit, ou à un service, depuis la phase d étude jusqu à la commercialisation. Gestion de la vie d'un produit : P.L.M (Product Lifecycle Management) Problématiques du développement de produits Produits de qualité conformes au cahier des charges du client. Maîtrise des coûts et des délais de production simulations et optimisations ENP /G.I /2 Année / Démarche de Conception 1.1.3

6 Analyse des coûts/valeur Etudes Le coût et la qualité d'un produit sont très largement déterminés par des décisions prises au stade de la conception. Les potentialités d'optimisation sont grandes en phase de conception Chaîne numérique de conception Les informations exploitées / différentes phases sont numériques. Ces informations sont générées, enrichies et transformées au fur et à mesure Les différentes étapes qui de la conception jusqu à la fabrication, dans un environnement numérique, s appelle la «chaîne numérique conception» (CNC). La chaîne numériqueexploitation de la maquette numérique. ENP /G.I /2 Année / Démarche de Conception 1.1.4

7 Les # phases de la chaîne numérique Phase de conception du produit (Logiciel de CAO) Phase de conception des processus de fabrication (Logiciel de FAO) Phase de configuration, commande et mise en œuvre des moyens de production (Prototypage sur MOCN : Machines-Outils à Commande Numériques) Phase de contrôle sur MMT (Machine à Mesurer Tridimensionnelle) ou autre Les différents modèles/espaces Modèle CAO (maquette nominale de définition): Modèle FAO (Maquette nominale spécifiée) Phase CAO La Définition Numérique DFN géométrie nominale du produit. Les spécifications, définies par le concepteur fonctionnalités du produit, ENP /G.I /2 Année / Démarche de Conception 1.1.5

8 Phase FAO FAO générer les parcours d outil pour MOCN, a partir des spécifications du produit, des stratégies d'usinage et des données technologiques. Logiciel FAO extraction des éléments qui définissent les trajectoires de coupe et détermination des éléments du processus de fabrication Post-processeur traduction des informations issues du traitement de FAO dans un langage spécifique au DCN de chacun des moyens de production programme-machine. ENP /G.I /2 Année / Démarche de Conception 1.1.6

9 Phase de contrôle Procédé de fabrication écarts / forme/ dimensions théoriques / conception. Contrôle de qualité, apprécier les écarts La vérification des éléments géométriques se fait à l aide de MMT Représentation de l image approchée échantillonnage de points Le traitement de l image du produit réel modèle géométrique associé. Contrôle associer deux modèles /comparer / qualifier, ou non, le produit o Le modèle spécifié (issu de la maquette CFAO, domaine de la pièce) o Le modèle associé mesuré, image du produit réel Récapitulation ENP /G.I /2 Année / Démarche de Conception 1.1.7

10 Evolution des technologies de conception Chaîne numérique passage de l abstrait au concret, le produit final. Évolutions: Dessin industriel 2D, Modeleurs 3D, Simulations de phénomènes physiques, Simulation des lois optiques, réalité virtuelle Réalité virtuelle Un système de réalité virtuelle est une interface qui implique de la simulation en temps réel et des interactions via des multiples canaux sensoriels» [Burdea & Coiffet, 1993] CAO & CARV : Conception assistée par la réalité virtuelle CAO/FAO : L'utilisateur des simulations est seulement spectateur. CARV : Simulation interactive, les utilisateurs peuvent évaluer le futur produit, ENP /G.I /2 Année / Démarche de Conception 1.1.8

11 CARV : Analyse, teste et validation des critères subjectifs humains. prototypage virtuel : Représentation des concepts du futur produit Le prototype virtuel peut être «imprimé en 3D» par une machine de prototypage rapide ou testé par de futurs utilisateurs grâce à l immersion en réalité virtuelle CAO : Simuler le comportement mécanique du futur produit. FAO : Industrialiser et fabriquer le produit final. A SUIVRE Les modèles de représentation (Modeleurs) ENP /G.I /2 Année / Démarche de Conception 1.1.9

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