La filière STI Microtechniques

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1 La filière STI Microtechniques
Stratégies pédagogiques L’année de terminale Les locaux La filière STI Microtechniques Présentation: Benoît DONY Mercredi 21 janvier 2009

2 Compétences visées D’analyser et de décrire : l’organisation fonctionnelle et structurelle d’un système, son fonctionnement. De justifier, concevoir ou modifier partiellement un produit, une solution constructive, de vérifier les caractéristiques et le comportement. D’identifier les caractéristiques des composantes de la relation produit–matériau–procédé, d’analyser les contraintes et les influences réciproques, de les spécifier sur une pièce simple.

3 LES Axes de formations création et d’innovation de produits,
commande et motorisation analyse des solutions constructives communication technique. la relation produit – matériau – procédé, Les matériaux Les procédés, mesurage et contrôle

4 Stratégies pédagogiques –Première
La formation en première est organisée en Travaux Pratiques sur 3 activités: Automatismes / électronique Réalisation mécanique et électronique Études de microsystèmes mécatroniques

5 Stratégies pédagogiques –Première
Les produits étudiés : Hélicoptère Voiture optoguidée Insecte Souris Faisceau infrarouge Roue à fentes Diode électroluminescente Photo- transistor

6 Stratégies pédagogiques – CI Première
Repères Centres d’intérêt CI.1 Chaîne d’énergie et d’action du produit microtechniques CI.2 Chaîne d’informations du produit microtechniques CI.3 Traitement des informations CI.4 Analyse de solutions microtechniques CI.5 Méthodes et procédés d’assemblage CI.6 Méthodes et procédés de fabrication CI.7 Méthodes de mesures et de contrôle CI.8 Hygiène / sécurité

7 ETUDE DES SYSTEMES TECHNIQUES INDUSTRIELS
Stratégies pédagogiques – terminale Baccalauréat Sciences et Techniques Industrielles Génie Mécanique option Microtechniques Session 2009 Académie de LYON ETUDE DES SYSTEMES TECHNIQUES INDUSTRIELS REALISATION D’UN PRODUIT MICROTECHNIQUES

8 Epreuve ESTI du bac Microtechniques
Une épreuve orale 30min *Présentation du dossier technique produit et du prototype (individuel) du dossier technique outillage et des pièces produites (équipe) Coefficient 5 Une épreuve pratique 2h30 Tirage au sort: Fabrication Automatisme Appareillage Coefficient 4

9 La préparation aux épreuves pratiques
6 heures hebdomadaires (Lundi et Mardi) 3 activités (Fabrication, AII, Appareillage) 4 professeurs (M. BENBAHI, M. BROSSE, M. DONY, M. MORIN) Les supports: Analyse technique « Appareillage »  (lecteur CD, Dictaphone, Agrafeuse électrique, Brosse a dents, tensiomètre) A.I.I.: FESTO 1,2,3,4 Fabrication: TCN 1&2, FCN 1&2, T200

10 Les supports en appareillage
Tensiomètre Brosse a dents Agrafeuse électrique Lecteur CD

11 Le planning

12 La préparation à l’épreuve orale
4 heures hebdomadaires (jeudi) Conception et réalisation d’un produit 2 professeurs (M. BENBAHI, M. DONY) et 2 groupes d’élèves Les activités: Construction (Conception) et modélisation Réalisation de pièces unitaires Réalisation et programmation de carte électronique Réalisation d’un outillage de validation Processus d’usinage Moule d’injection plastique Outillage de découpage Outillage d’assemblage…

13 SUPPORT - SESSION 2009 L’ANEMOMETRE

14 Démarche d’industrialisation
Septembre Janvier Juin Classe de terminale Spécifications techniques Définitions détaillées Proto. Synthèse Pièces Proto. La phase de développement comporte l’étape de définition détaillée, s’achevant par l’officialisation des définition , à –78 au plus tard. A ce stade doivent être intégrés tous les éléments de justifications accessibles par calcul ou par essais partiels, ainsi que toutes les vérifications de cohérence inter composant et inter organes . En parallèle, les processus de fabrication sont définis et les études d’outillages lancées. La réalisation des pièces prototypes permet d’engager le programme de validations organiques et d’assembler un premier véhicule prototype complet à partir de –64. Après ajustements éventuels de définition, l’assemblage des prototypes de synthèse est lancé à partir de –52, et le programme complet d’expérimentations de synthèse est déroulé. Comme vous pouvez le remarquer, il n’y a plus de stade Véhicules Pilotes. En parallèle, la réalisation des outillages série est lancée à partir de –60 pour les plus longs délais, pour obtenir vers –30 les premières pièces issues d’outil série Ces pièces servent à l’assemblage de la pré série hors ligne . Le premier véhicule de pré série hors ligne est livré à –24. L’objectif de la présérie hors ligne est la mise au point des process de fabrication. La livraison des pièces est échelonnée en plusieurs lots, avec exigences de niveau qualité croissant et intégration progressive des dernières modifications. Quant à la pré série 2 , elle est réalisée en ligne , en conditions entièrement industrielles à partir de –9, comme aujourd’hui. L’ensemble de la phase de développement correspond aux processus P224 à P226. Série PréSérie en ligne Etudes outillages PréSérie Hors ligne Réalisations outillages Mise au point process Développer et valider les pièces développer le process Valider le produit réaliser le process Qualifier le produit et son process

15 Les étapes du projet Recherche de solutions technologiques
Recherche de solutions constructives Modélisation Réalisation d’un prototype fonctionnel Etudes des outillages Réalisation des outillages Assemblage Validation du produit

16 Apte Anémomètre Environnement Vent Utilisateur Fc1 Fp1 Fc2 Fc4
Energie Environnement Fc5 Fc1 Fc3 Fc2 Fc4 Fp1 Encombrement Prix de vente

17 fonctions FONCTIONS CRITERES NIVEAU FLEXIBILITE
Fp1 : Indiquer la vitesse du vent à l’utilisateur Affichage digital en km/h 0 à 99 km/h Fc1 : Être insensible à l'environnement Résister à une ambiance marine IP ?? Fc2 : Doit résister aux chocs Résister aux chocs, dus aux manipulations de l’utilisateurs Chute d’une hauteur de 3m Légère marques admises Fc3 : S’adapter à l’énergie disponible Energie embarquée Fc4 : Doit avoir un prix de vente modéré Prix en rapport au sport pratiqué Inferieur a 50 € Fc5 : Doit avoir un poids et un encombrement faibles Volume d’un téléphone, doit tenir dans la poche Encombrement maxi : 100 *60 *30 Poids maxi : 150g

18 Recherche de solutions technologiques
Internet Produits existants Autres,…

19 Diagramme fonctionnel a0

20 Recherche de solutions constructives
Mise en position des éléments Maintien en position Etanchéité Choix de composants

21 Modélisation Recherche de style
Choix du couple matériau – procédé pour le boitier Modélisation sur design Modélisation dans l’assemblage Modélisation

22 Travail réalisé avec le professeur d’arts plastiques - Mr DURBEC
Recherche de style Présentation du design (avec l’ESADSE*) Esquisse à main levée Croquis Modelage manuel Travail réalisé avec le professeur d’arts plastiques - Mr DURBEC * Ecole supérieure d’art & de design de Saint Etienne (IDPro)

23 Choix Couple matériau - procédé
PRODUIT (Anémomètre) PROCEDE (Injection plastique) MATERIAU (ABS) Aide logiciel : CES Edupack

24 Modélisation du boitier
Modélisation du design sous modeleur volumique Scan 3D du modelage

25 Modélisation dans l’assemblage
Fractionnement ou décomposition en corps multiples Import dans l’assemblage

26 Validation de la conception pièce
Simulation du procédé Analyse des résultats Modifications de la morphologie pièce

27 Réalisation d’un prototype fonctionnel
Prototypage partie mécanique Réalisation partie électronique Réalisation d’un prototype fonctionnel

28 Réalisation de l’hélice
Prototypage par coulée sous vide

29 Réalisation du support palier
Prototypage par usinage

30 Réalisation du boitier
Prototypage par frittage sélectif de poudre plastique

31 Réalisation carte électronique
Gravure chimique ou gravure laser (PR) Dépose des composants Programmation du PIC

32 Validation des prototypes fonctionnels
Assemblage des protos Test et essais Présentation Choix d’un modèle en vue de son industrialisation

33 Industrialisation Étude des outillages Réalisation des outillages
Validation du produit Industrialisation

34 Conception préliminaire (exemple: moule d’injection)
Etudes des outillages Conception préliminaire (exemple: moule d’injection) Choix d’un plan de joint Choix du type d’éjection Choix de type d’injection Calculs préliminaires validation presse

35 Conception détaillée Etudes des outillages Conception détaillée
Modélisation des empreintes Choix des procédés de réalisation Modifications éventuelles

36 réalisation des outillages (parties actives)
Les principaux procédés utilisés: Usinage Fonderie Coulée sous vide Electroérosion fil

37 Montage en carcasse standard
Développement pour Adapt plastic avec Plastipolis*(prestation IDPro) * Pôle de compétitivité plasturgie

38 Assemblage Étalonnage Test et essais Conclusions Validation du produit

39 Validation du produit Test et essais Métrologie Conclusion Modification Amélioration Spécifications des outillages de production

40 Assemblage Étalonnage Test et essais Conclusions LES LOCAUX

41 Schéma fonctionnel Espace produits: Création et analyse
Espace d'information et de communication informatique Zone formalisation des connaissances Espace commande et motorisation des systèmes (Zone automatique de produits) Zone coordination des professeurs Espace d'étude de la relation produit, matériau, procédé Recherche documentaire Rangement

42 Prolongement par l’espace de construction
Le plateau technique Solution idéale : Prolongement par l’espace de construction (impossible en nos locaux)

43 Réalisation prototype
Cycle 16 : Réalisation de la partie électronique, contrôles Cycle 17 : Assemblage, Intégration contrôles Cycle 15 : Réalisation de la partie mécanique, contrôles Cycle 18: Programmation électronique, validations PRODUIT Cycle 12: C. A.O., simulation… Cycle 14: C.F. A.O., simulation… Cycle 13: Réalisation du dossier de fabrication IDÉE Cycle 11: Analyse de l'existant, normes, brevets, création sur tryptique fonction-matériau-procédé, esquisses, choix, justifications…

44 Réalisation prototype
Cycle 16 : Réalisation de la partie électronique, contrôles Cycle 17 : Assemblage, Intégration contrôles Cycle 15 : Réalisation de la partie mécanique, contrôles Cycle 18: Programmation électronique, validations PRODUIT Cycle 12: C. A.O., simulation… Cycle 14: C.F. A.O., simulation… Cycle 13: Réalisation du dossier de fabrication IDÉE Cycle 11: Analyse de l'existant, normes, brevets, création sur tryptique fonction-matériau-procédé, esquisses, choix, justifications…

45 Réalisation outillage
Cycle 21 : Conception préliminaire outillage Cycle 22 : Conception détaillée outillage Cycle 23 : Réalisation de l’outillage Cycle 24 : Mise en œuvre de l’outillage

46 Toutes les ressources sont disponibles sur :
LE SITE INTERNET Toutes les ressources sont disponibles sur :