Outils numériques pour la fabrication de mécanismes et articulations

A – FABRICATION TRADITIONNELLE DE MECANISMES
– Rappel des éléments mécaniques à disposition durant la formation
– Reproductions de petits principes mécaniques avec contraintes d’encombrement, de types de mouvement
– Choix entre trois principes mécaniques à mettre en oeuvre de manière traditionnelle utilisable dans les phases de modélisation
– Recherche, plans et fabrication
– Conception des principes mécaniques traditionnels, du dessin et mise en oeuvre d’un système mécanique

B – INTRODUCTION AUX LOGICIELS 3D
– Introduction générale à la conception 3D
– Panorama des logiciels 3D utiles à la fabrication d’objets/sculptures : Z-Brush, Blender
– Panorama des logiciels orientés conception mécanique : SolidWorks, Fusion 360, OnShape
– Spécificités du logiciel Fusion 360, modélisation paramétrique
– Les différents types de fichiers 3D et plates-formes d’objets : Turbosquid / Thingiverse / GrabCAD

C – LOGICIEL 3D AUTODESK FUSION 360
– Vue d’ensemble du logiciel avec ses différents modes : modélisation, rendu…
– Découverte de l’interface utilisateur : barres d’outils, espace de travail, historique
– Navigation 3D (zoom, rotation, déplacement)
– Sauvegarde et gestion des fichiers ; gestion d’un projet dans le Cloud
– Les types d’objets (sketches, constructions, corps, composants, les contraintes, meshes)
– Découverte et démonstration générale de la logique de conception : sketches, mise en volume, fonctions….
– Dessin des pièces et des assemblages
– Principe d’organisation pour des mécanismes complexes : esquisse « principe mécanique » pour un mécanisme à barre et découverte de l’intérêt de la modélisation pour la simulation de mouvements

D – MODELISATION
– Usage des images de références
– Usage des bibliothèques d’objets et des pièces mécaniques pour intégration dans un projet
– Importation / organisation des fichiers dans l’espace de travail
– Se créer sa propre bibliothèque d’objets
– Travailler avec des formes organiques / scans
– Usage des sites type Thingiverse pour explorer des objets 3D déjà modélisés
– Spécificités de ces objets en maillage
– Modification et traitement pour intégration dans fusion 360
– Chaîne de traitement pour travailler avec des objets organiques; faire des coques..

E – MODELISATION 3D – CONCEPTION AUTOUR D’UN OBJET
– Exploration de toutes les fonctions d’un objet à animer, selon un cahier des charges
– Gestion des composants dans un projet
– Optimisation de l’usage des fonctions pour diminuer le nombre d’étapes

F – LA FABRICATION
– Introduction aux outils de fabrication numérique
– Reconnaître en fonction des formes et de l’usage des pièces, les outils numériques à employer
– Fabrication de plans dans la section “Dessin” de Fusion 360
– Créer des plans techniques détaillés à partir de modèles 3D pour la fabrication
– Personnalisation des dessins (cartouches, échelles), création de coupes et de vues éclatées, et exportation en PDF/DWG pour le partage ou la fabrication

G – IMPRESSION 3D – FDM ET SLA
– Introduction à l’impression 3D
– Découverte des spécificités d’usage de l’impression 3D ; avantages et inconvénients
– Historique et panorama des différentes technologies (FDM, SLA, SLS), matériaux adaptés à la mécanique (PLA, PETG, ABS, nylon)
– Analyse et principes des deux techniques d’impression 3D utilisés dans le stage : dépôt de filament et résines
– Avantages et inconvénients des deux techniques

1 – Spécificité mécanique de l’impression : solidité, anisotropie, tolérances, ajustements
– Préparation des fichiers pour impression 3D
– Réglages des imprimantes
– Paramètres clés (température, vitesse, remplissage, supports)
– Concevoir spécifiquement pour la 3D : structures internes / notion d’anistropie
– Techniques pour les modèles complexes

2 – Impression 3D – résine
– Avantages et inconvénients de l’impression résine / matériaux
– Découverte de l’imprimante résine (montage, calibration)
– Paramètres clés dans un slicer résine ; configuration d’une pièce
– Impression d’un objet simple pour comprendre le process post-traitement : nettoyage, durcissement UV et manipulations sécurisées

3 – Impression 3D et usages mécaniques
– Nettoyage, polissage et tests d’assemblage de pièces imprimées
– Identification des points faibles et renforcement des structures

4 – Explorations mécaniques avec des impressions 3D
– Pièces de précision, prototypes fonctionnels, outils mécaniques
– Réalisation d’un projet personnel ou guidé ; analyse des performances et ajustements

H – DECOUPE LASER ET USINAGE CNC
– Les principes de la découpe laser et de la CNC, leurs applications en mécanique. Avantages et inconvénients de la technique

1 – Découpe laser
– Introduction aux technologies de la découpe laser et usinage CNC – concepts fondamentaux – puissance, vitesse, focus
– Présentation des technologies de découpe laser et CNC : capacités, limites, matériaux utilisables (métaux, bois, plastiques, composites)
– Sensibilisation à la sécurité : gestion des vapeurs, risques d’incendie, équipements de protection individuels (EPI)
– Réglages sur une machine laser  : mise au point (focalisation), choix des matériaux, tests de coupe
– Workflow de la découpe laser
– Prise en main des fichiers vectoriels (formats DXF, SVG) : principes, création, et exportation
– Organiser les calques pour différencier découpe, gravure et marquage
– Spécificités dans la conception : ajustement des tolérances d’assemblage
– Gestion des matériaux et épaisseurs

2 – Usinage CNC
– Introduction à l’usinage CNC
– Introduction aux paramètres CNC : vitesses de rotation, avances, choix des outils
– Démonstration avec Mach3 et découverte des principes du G-code
– Sensibilisation à la sécurité : gestion des risques liés aux machines CNC, équipements obligatoires

3 – L’usinage CNC dans Fusion 360
– Paramètres clés dans Fusion 360
– Création d’un chemin d’outil (toolpath) pour découpe 2D
– Opérations 3D : contour, poche, gravure

I – REALISATION D’UN PROJET PERSONNEL
Appliquer toutes les compétences acquises sur un projet personnel : conception, fabrication, assemblages
– Définition du projet personnel : étude de faisabilité, dessins recherches mécaniques, modèles 3D
– Conception 3D du projet
– Conception 3D / vérification du principe mécanique par simulation des contraintes
– Préparer les fichiers pour fabrication (STL, DXF, G-code)
– Phase de fabrication / outils numériques / assemblage mécanique traditionnel à partir des pièces fabriquées numériquement
– Présentation finale des projets réalisés durant la formation