Conception-simulation-prototypage 3D

Le module Conception simulation prototypage 3D a pour objectif de former les futurs ingénieurs à la mise en œuvre de la chaîne numérique dans une perspective d’intégration des fonctions et des ressources scientifiques et techniques nécessaires de la conception au prototypage d’un produit.

L’hybridation de l’enseignement appelle à une diminution significative du temps de présence en face à face. Cependant la quantité de savoir à transmettre aux étudiants et les compétences à acquérir par ces derniers doivent rester au minimum égale à un enseignement classique. Cet objectif, a priori paradoxal, peut être atteint en renforçant l’interactivité et l’indépendance des apprenants dans le rythme de l’apprentissage tout en garantissant le niveau visé. Cette démarche s’adresse également à des professionnels du secteur industriel qui souhaitent acquérir de nouvelles compétences de manière plus autonome. Dans ce sens nous proposons ici le développement d’une méthodologie basée sur l’évolution individuelle de l’étudiant et le développement collaboratif de l’apprentissage.

Afin d’atteindre ces objectifs, il convient de développer des outils disponibles à distance qui puissent permettre :

  • de transmettre un savoir théorique de base indispensable pour appréhender ce qu’est la chaîne numérique et ce qu’on peut en faire ;
  • de pratiquer les bases acquises à travers des exercices accessibles ;
  • de permettre une mise en œuvre de la chaîne numérique sur des cas d’applications plus global ;
  • de se situer dans l’avancement des connaissances acquises à travers des temps d’évaluation.

Ce module du projet <ET-LIOS> auquel nous contribuons concerne en particulier la chaîne numérique, de la conception à la production. Nous avons fait le choix de mettre en œuvre cet apprentissage à travers le développement de plusieurs produits correspondant à des cas réels.

La chaîne numérique doit permettre une interaction entre les différentes connaissances et activités à mettre en œuvre pour le développement du produit, de sa conception à sa fabrication. Ce qui implique des échanges de données techniques et des interactions entrantes et sortantes à tous les niveaux : la conception, le dimensionnement, les matériaux, les procédés, la fabrication ou encore la métrologie…

Le temps limité de ce projet ne permet pas d’approfondir toutes les interactions permises, nous avons donc décidé de nous restreindre à trois phases :

  • l’avant-projet : développement de la géométrie (numérisation 3D de l’existant, rétroconception, CAO…)
  • l’optimisation : simulation, calcul et dimensionnement
  • prototypage : fabrication additive, assemblage et contrôle dimensionnel

L’idée générale de la méthode proposée est de permettre à l’étudiant d’apprendre de ses erreurs. Plutôt que d’être dans un cadre classique où l’enseignant va donner la solution qui est « la bonne », l’étudiant va proposer ses solutions. Au fur et à mesure des échanges avec l’enseignant mais aussi avec les autres apprenants qui interagissent sur le projet, l’étudiant va faire émerger une solution basée sur sa proposition initiale. C’est une plus-value très importante pour l’étudiant qui va comprendre le pourquoi des modifications apportées et donc mieux intégrer la démarche apprise pour un usage ultérieur dans sa carrière à venir. Cette démarche va également permettre d’effacer un éventuel sentiment d’échec de l’étudiant face à une solution qui lui serait imposée sans forcément avoir compris le pourquoi des choix techniques.

Informations pédagogiques

Compétences visées

  • Intégrer la chaîne numérique de bureau d’études
  • Travailler dans le contexte d’une plateforme PLM
  • Démonter et Analyser un mécanisme existant
  • Rechercher des solutions technologiques
  • Concevoir et Modéliser une solution (CAO)
  • Dimensionner une structure ou un mécanisme par simulation numérique
  • Simuler le process d’une pièce
  • Numériser une pièce réelle (rétroconception ou mesure)
  • Prototyper une solution et l’Analyser

Prérequis

  • notions de CAO
  • notions de mécanique
  • notions de dimensionnement

Logiciels et matériels nécessaires

Supports pédagogiques

Licence de diffusion des ressources pédagogiques

Licence CC BY-NC-SA + licence commerciale

Conducteur pédagogique

Ressources pédagogiques

Etablissements contributeurs
Nantes Université
https://www.univ-nantes.fr/
Université Polytechnique Hauts-de-France
https://www.uphf.fr/
Université Sorbonne Paris Nord
https://www.univ-paris13.fr/
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