E4 - Étude de pré industrialisation Épreuve écrite ponctuelle E4 Durée: 6 heures Coefficient: 4 Objectifs de l’épreuve: Évaluer les compétences C01, C03, C04, C05, C06 en prenant appui sur les connaissances des enseignements de Pré industrialisation (S5), de Mécanique industrielle (S6) et de Procédés (S7)

Étude de pré industrialisation Compétences validées par l’épreuve E4 C01. Proposer et argumenter des modifications de la pièce liées aux difficultés techniques et aux surcoûts des procédés C03. Pour chacun des procédés visés, proposer un processus prévisionnel et des principes d’outillages associés C04. Valider le choix du couple matériau-procédé d’élaboration au regard de la géométrie et des spécifications de la pièce à produire C05. Spécifier les moyens de production nécessaires (machine-outil, outil, outillage…). C06. Établir les documents destinés à la sous-traitance.

Étude de pré industrialisation À partir du dossier de conception préliminaire du produit, de la pièce spécifiée, de données sur les matériaux, les procédés et sur le contexte de production, cette épreuve doit, dans un premier temps, permettre d’apprécier l’aptitude d’un candidat à: Caractériser une ou des pièces de l’ensemble à réaliser par l’analyse de ses fonctionnalités et mettre ces caractéristiques en relation avec le couple matériau/procédé envisagé. Décrire le processus prévisionnel et les principes d’outillage des procédés utilisés aussi bien pour la première transformation que pour l’enlèvement de matière. Proposer des modifications éventuelles de la géométrie de la pièce au regard des procédés envisagés et argumenter d’un point de vue technique et économique.

Étude de pré industrialisation D’autre part, à partir du dessin de définition de la pièce spécifiée, d’un processus prévisionnel,des contraintes de production (taille des lots, délais) et des données nécessaires sur les moyens techniques, l’épreuve conduit à évaluer l’aptitude du candidat à: Décrire les formes et décoder des spécifications à obtenir par enlèvement de matière . Décrire et spécifier les moyens techniques nécessaires (type de machine de production, forme des outils, moyens de contrôle). Rédiger un cahier des charges d’outillage pour une phase donnée. Valider l’aptitude à l’emploi d’un outillage. Comparer des solutions proposées comme moyens techniques (machines, outils, outillages) et argumenter un choix.

Étude de pré industrialisation Quelques pistes possibles sur l’exemple « Poignée Technal » Caractériser une ou des pièces de l’ensemble à réaliser par l’analyse de ses fonctionnalités et mettre ces caractéristiques en relation avec le couple matériau/procédé envisagé. A partir de la mise en situation, du plan d’ensemble et de la nomenclature: - Identifier la nature des liaisons et décrire le fonctionnement par un schéma cinématique

Étude de pré industrialisation Rep Nbre Designation Matière Commentaires (Procédé d'obtention) 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 1 2 Corps de boîtier Glissière droite Glissière gauche Vis centrale Façade Écrou Axe de transmission Entretoise basse Rondelle Pommeau Entretoise haute Vis CHc M4x10 Vis FZ M4x22 Ressort 6061 [Al Mg Si Cu Cr] X6 CrMo17-1 (inox) S 300 Pb Al Si7 MgY30 CuZn40Pb3 X12 Cr13 (inox) EN AW-2030 PA6/6 Inox (Extrusion filage + usinage) (Poinçonnage + usinage) (Étirage à froid + usinage) (Moulage coquille + usinage) ( Laminage à froid + usinage) (Extrusion à froid + roulage à froid + usinage) (Extrusion + usinage) (Extrusion + laminage feuille+ découpe jet d'eau) Fil Ø 1,5 – Ø ext 12,5 Longueur à vide 55 – 11 spires - Justifier les matériaux du système « vis écrou glissières » ainsi que certaines formes des pièces au regard des fonctionnalités à satisfaire. Inventorier les incidences des choix sur les procédés et , éventuellement le processus prévisionnel

Étude de pré industrialisation Décrire le processus prévisionnel et les principes d’outillage des procédés utilisés aussi bien pour la première transformation que pour l’enlèvement de matière. A partir du plan d’ensemble, de la nomenclature et du ou des dessins de définition correspondants: - Décrire le procédé et le principe de l’outillage d’obtention du brut de la façade 1 - Décrire un processus d’assemblage de l’ensemble

Étude de pré industrialisation Étant donnés les machines disponibles et le contexte d’industrialisation: lots, cadences. - Décrire un processus prévisionnel de fabrication de l’écrou

Étude de pré industrialisation Proposer des modifications éventuelles de la géométrie de la pièce au regard des procédés envisagés et argumenter d’un point de vue technique et économique. A partir des plans d’ensemble des versions V2 et V3, des dessins de définition des corps de boîtier: Version initiale - Décrire la fonction positionnement du ressort dans les deux cas version optimisée - Comparer les processus prévisionnels possibles et justifier la modification des formes

Étude de pré industrialisation Décrire les formes et décoder des spécifications à obtenir par enlèvement de matière . A partir d’un dessin de définition donné: Décoder et interpréter de manière univoque des spécifications obtenues par enlèvement de matière Les mettre éventuellement en relation avec le cahier des charges de l’outillage et les moyens choisis

Étude de pré industrialisation A partir du processus prévisionnel et des machines disponibles - Décrire et spécifier les moyens techniques nécessaires (type de machine de production, forme des outils, moyens de contrôle)et/ou comparer des moyens techniques (machines, outils, outillages) et argumenter un choix. - Rédiger un cahier des charges d’outillage pour une phase donnée et/ou valider son aptitude à l’emploi.

Étude de pré industrialisation Sol. 2- Par taraudage après débit Usinage en grappe sur centre Brother Taraudage au taraud machine suite à la modification de la section du filet Sol. 3- Par taraudage dans la barre Taraudage en barre sur centre Chiron Tronçonnage à la fraise Sol. 1- Par décolletage Usinage dans la barre Filetage intérieur à l’outil à fileter Tronçonnage Comparer des solutions proposées comme moyens techniques (machines, outils, outillages) et argumenter un choix.

Étude de pré industrialisation Quelques conseils pour les auteurs de sujets Les sujets s’appuieront sur des problématiques techniques authentiques. Le dossier technique ne comprendra que les informations nécessaires à la résolution des problématiques proposées. Les auteurs privilégieront la pertinence des problématiques à résoudre plus que l’exhaustivité des compétences à valider. Les deux parties de l’épreuve concerneront une ou plusieurs pièces issues du même produit Cette épreuve ne vise pas à valider les capacités calculatoires du candidat, mais à évaluer son sens de l’analyse et son aptitude à effectuer des choix.

Cahier des charges d’un outillage Étude N°2 : Outillage pour pièce déformable. Recherche d’un principe d’outillage Mors spéciaux à griffes Solution proposée Mors spécifiques à griffes permettant l’accessibilité a toutes les surfaces usinées dans la phase Malgré un effort de serrage maîtrisé la déformation n’est pas compatible avec la précision exigée sur l’alésage ø100 Validation de la solution Problématique N°2: L’impossibilité d’exploiter les mors spécifiques conduit à une révision du processus et à la définition d’une solution de porte pièce permettant une mise et un maintien en position compatible avec les spécifications de la pièce et le coût unitaire objectif.