3. Le BTS Fonderie et le BTS Forge

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1 3. Le BTS Fonderie et le BTS Forge
Séminaire de la Fédération des Industries Mécaniques Michel Rage & Dominique Taraud, le 8 octobre 2015

2 Le dispositif de formation
Forge & Fonderie 1 1 BTS FORGE 1 Nogent S/Oise (60) BTS FONDERIE 1 Armentières (59) 2 Nogent S/Oise (60) 3 Charleville ( 08) 4 Nancy (54) 5 Vierzon (18) 6 Lyon ( 69) 7 Tarbes (65) 3 3 1 2 4 4 5 5 6 6 7 7

3 A1 PARTICIPER A LA REPONSE D’UN CLIENT A2 CONCEVOIR LES MOYENS DE PRODUCTION A3 INDUSTRIALISER LA PRODUCTION

4 A4 GERER LA PRODUCTION

5 RAP : Activités et tâches confiées au BTS FONDERIE

6 RAP : Activités et tâches confiées au BTS FONDERIE

7 RAP : Activités et tâches confiées au BTS FONDERIE

8 RAP : Activités et tâches confiées au BTS FONDERIE

9 A1 PARTICIPER A LA REPONSE D’UN CLIENT A2 CONCEVOIR LES MOYENS DE PRODUCTION A3 INDUSTRIALISER LA PRODUCTION

10 A4 GERER LA PRODUCTION

11 RAP : Activités et tâches confiées au BTS FORGE

12 RAP : Activités et tâches confiées au BTS FORGE

13 RAP : Activités et tâches confiées au BTS FORGE

14 RAP : Activités et tâches confiées au BTS FORGE

15 Pour ces 2 BTS : BTS FONDERIE et BTS FORGE
Un référentiel d’Activités Professionnelles RAP qui précise la typologie d’entreprises différente ; les contextes et environnements industriels spécifiques ; les procédés, matériels, matière d’œuvre, des processus à distinguer, à caractériser ; les données et un environnement de travail identifiés ; les productions attendues , nombreuses variées en quantité et qualité ; les résultats attendus différentiés.

16 BTS FONDERIE BTS FORGE Mise en œuvre : Procédés : Mise en œuvre :
alliages ferreux (fontes, aciers…) ; alliages légers (base aluminium, magnésium) ; alliages cuivreux (bronze, laiton, cupro-aluminium) ; alliages de zinc (kayem, zamak, …) ; autres métaux non ferreux. Procédés : moulage main, moulage mécanisé, moulage en moule métallique, coulée gravitaire ou coulée sous pression obtention de pièces mécaniques par moulage en cire perdue, moulage d’art. Mise en œuvre : alliages ferreux ; alliages d’aluminium ; alliages de titane ; alliages cuivreux ; alliages de nickel ; alliages de magnésium. Procédés Forge libre, Estampage, Laminage d'ébauches, Forgeage sur presses horizontales, Extrusion, Frappe à froid,

17 Des objectifs communs au BTS FORGE
BTS FORGE&FONDERIE 2015 – Objectifs de la rénovation du BTS Des objectifs communs au BTS FORGE et au BTS FONDERIE, réponse en écho à la demande de la profession , (cf. rapport d’opportunité présenté en CPC) Acquérir une vraie culture de l’industrialisation, par un travail collaboratif (apport des règles métiers en phase de conception), par un renforcement des techniques et méthodes de définition des processus d’industrialisation, des techniques de gestion et suivi des réalisations. Augmenter les compétences relatives à l’étude des pièces : définition, moulage (fonderie), mise en forme (forge) Conforter l’utilisation des simulations numériques et des expérimentations pour consolider les acquis et obtenir des résultats permettant d’optimiser la conception et l’industrialisation des produits de forge ou de fonderie. Développer une culture scientifique et technique des procédés et techniques de fonderie. Renforcer l’usage de l’anglais. Donner du sens aux enseignements de sciences physique et de chimie (connaissances et méthodes expérimentales) vis-à-vis des essais et traitements des pièces et des matériaux de fonderie. Elargir la conception des produits à la conception des outillages de forge ou de fonderie.

18 Compétences transversales
BTS FORGE FONDERIE – Compétences partagées Des compétences partagées avec les autres BTS de la filière mécanique Compétences transversales C1 S'intégrer dans un environnement professionnel, assurer une veille technologique et capitaliser l’expérience. C2 S’informe, se documenter, rechercher une information, en local ou à distance. C3 Communiquer sous forme écrite et orale y compris en anglais. C4 S’impliquer ou coordonner un groupe projet et argumenter des choix techniques

19 BTS FONDERIE : 15 compétences métier
Interpréter un dossier de conception préliminaire C6 Participer à un processus collaboratif de conception et de réalisation de pièces de fonderie C7 Recenser et spécifier des technologies et les moyens de réalisation C8 Élaborer et/ou participer à l’élaboration d’un cahier des charges fonctionnel C9 Concevoir, définir numériquement et prototyper tout ou partie des outillages de fonderie C10 Définir des processus de réalisation C11 Définir et mettre en œuvre des essais réels et/ou simulés permettant de qualifier un processus, un outillage de fonderie C12 Définir et organiser les environnements d’un secteur de production C13 Définir des procédures de surveillance du secteur de production C14 Proposer des améliorations technico-économiques et environnementales au processus de réalisation C15 Planifier une réalisation (besoins humains et matériels) C16 Lancer et suivre une réalisation C17 Qualifier des moyens de réalisation en mode production C18 Participer à la mise au point, qualifier un produit de fonderie C19 Appliquer un plan qualité, un plan sécurité et de respect de l’environnement

20 BTS FORGE: 16 compétences métier
Élaborer et/ou participer à l’élaboration d’un cahier des charges C6 Interpréter un cahier des charges C7 Participer à un processus collaboratif de conception et de réalisation de composants forgés C8 Recenser et spécifier les technologies et les moyens de réalisation C9 Concevoir et définir, à l'aide d'un logiciel de CAO, le composant forgé C10 Définir des processus de réalisation à l’aide d’un logiciel de CAO C11 Définir et mettre en œuvre des simulations permettant de valider un processus C12 Définir tout ou partie de l'outillage à l'aide d'un logiciel de CAO C13 Définir et mettre en œuvre des essais réels permettant de valider un processus C14 Définir, organiser et planifier une réalisation C15 Définir un plan de surveillance de la réalisation d’un produit forgé C16 Proposer des améliorations (techniques, économiques, environnementales) du processus de réalisation C17 Qualifier les moyens de réalisation lors d'une production C18 Industrialiser et suivre une production C19 Animer une équipe C20 Appliquer un plan qualité, sécurité et de respect de l’environnement

21 A1 et A4 : La communication orale,
– Relations activités/tâches/compétences A1 et A4 : La communication orale, A2 et A3 : la recherche d’information, un croisement « linéaire » entre tâches et compétences

22 BTS FONDERIE 2015 – Savoirs associés professionnels
Des savoirs partagés avec les autres BTS , amendés, complétés Pour LE BTS FONDERIE : S1 INGENIERIE SYSTEME ET ANALYSE FONCTIONNELLE S1.1 Ingénierie système, analyse fonc­tionnelle S1.2 Organisation de l’entreprise indus­trielle S1.3 Compétitivité des produits indus­triels S1.4 Développement durable, éco conception S2 CHAINE NUMERIQUE S2.1 Concept de « chaîne numérique » S2.2 Outils de simulation pour la conception de produits de fonderie S2.3 Outils de conception et repré­sentation numériques S2.4 Représentations graphiques déri­vées des maquettes numériques S2.5 Règles et incidences du tracé des pièces de fonderie S3 ETUDE DES COMPORTEMENTS MECANIQUES S3.1 Modélisation des mécanismes, grandeurs, unités S3.2 Comportement mécanique des pièces et systèmes S3.3 Résistance des matériaux S3.4 Mécanique des fluides

23 BTS FORGE 2015 – Savoirs associés professionnels
Des savoirs partagés avec les autres BTS , amendés, complétés S3 MÉCANIQUE APPLIQUÉE À LA MATIÈRE, À LA PIÈCE FORGÉE, À L’OUTILLAGE ET A LA MACHINE S3.1 Grandeurs, unités, erreurs de mesure ou de calcul S3.2 Sollicitations et comportement mécaniques de la matière S3-2-1 Sollicitations simples S3-2-2 Déformation et vitesse de déformation S3-2-3 Comportement de la matière (Rhéologie) S3.3 Actions de contact S3-4-1 Pressions de contact S3-4-2 Modélisation du frottement au cours de la déformation plastique (Tribologie) S3.4 Cinématique S3.5 Dynamique des solides S1 INGENIERIE SYSTEME ET ANALYSE FONCTIONNELLE S1.1 Ingénierie système, analyse fonc­tionnelle S1.2 Organisation de l’entreprise indus­trielle S1.3 Compétitivité des produits indus­triels S1.4 Développement durable, éco conception S2 CHAINE NUMERIQUE S2.1 Concept de « chaîne numérique » S2.2 Outils de simulation pour la conception de produits de fonderie S2.3 Outils de conception et repré­sentation numériques S2.4 Représentations graphiques déri­vées des maquettes numériques S2.5 Règles et incidences du tracé des pièces de fonderie S3 ETUDE DES COMPORTEMENTS MECANIQUES S3.1 Modélisation des mécanismes, grandeurs, unités S3.2 Comportement mécanique des pièces et systèmes S3.3 Résistance des matériaux S3.4 Mécanique des fluides Adaptation sur S3 en forge S2 CHAINE NUMERIQUE S2.1 Concept de « chaîne numérique » S2.2 Simulation numérique du forgeage S2.3 Outils de conception et de représentation numérique S2.4 Représentations graphiques déri­vées des maquettes numériques S2.5 Règles et incidences du tracé des pièces de forge Adaptation sur S2 en forge

24 BTS FONDERIE 2015 – Savoirs associés professionnels
Des savoirs caractéristiques et qui se spécialisent dans le champ professionnel de la FONDERIE S4 MATERIAUX ET TRAITEMENTS S4.1 Caractéristiques des matériaux S4.2 Elaboration des matériaux de fonderie S4.3 Structure des métaux et alliages S4.4 Essais et traitement des matériaux et outillages S5 ETUDE DES OUTILLAGES S5.1 Conception des outillages S6 SPECIFICATIONS ET PROCESSUS DE CONTROLE S6.1 Spécification des produits S6.2 Instruments, outillages et proto­coles de contrôle S6.3 Typologie des contrôles S7 TECHNOLOGIE DES PROCEDES S7.1 Prototypage rapide (outillages et pièces) S7.2 Procédés de fonderie S7.3 Machines et environnement de production S8 CONCEPTION DE PROCESSUS DE FONDERIE S8.1 Choix et stratégies S8.2 Paramètres de production S8.3 Simulation de fonderie S8.4 Qualification des processus S8.5 Méthodes d’expérimentation S8.6 Estimation des coûts des proces­sus

25 BTS FORGE 2015 – Savoirs associés professionnels
Des savoirs caractéristiques et qui se spécialisent dans le champ professionnel de la FORGE s5 CHOIX DES MACHINES, ET ETUDE DES OUTILLAGES S5.1 Energétique S5.2 Mécanique des chocs S5.3 Calcul d’engin S5.4 Conception des outillages S5.5 Hyperstaticité et mobilité des mécanismes appliqués aux outillages S6 SPÉCIFICATION ET PROCESSUS DE CONTRÔLE S6.1 Spécifications des produits S6.2 Instruments, outillages et protocoles de contrôle S6.3 Typologie des contrôles S7 TECHNOLOGIE DES PROCÉDÉS DE FORGE S7.1 Forge libre S7.2 Estampage S7.3 Laminage d'ébauches S7.4 Forgeage sur presses horizontales S7.5 Extrusion S7.6 Frappe à froid s8 CONCEPTION DES PROCESSUS DE FORGE S8.1 Déformation plastique dans l'étude des processus S8.2 Chauffage S8.3 Débit des lopins S8.4 Adaptation des pièces aux procédés S8.5 Opérations de forge libre S8.6 Opérations d'estampage S8.7 Ebauches laminées S8.8 Opérations sur presses horizontales S8.9 Opération d'extrusion S8.10 Parachèvement

26 BTS FORGE & FONDERIE – Savoirs associés professionnels
Des savoirs communs aux BTS et qui se spécialisent dans le contexte des entreprise et industries de la fonderie S9 GESTION DE PRODUCTION ET QUALITE S9.1 Planification – Ordonnancement S9.2 Suivi S9.3 Organisation de la production S9.4 Qualité S10 SECURITE ERGONOMIE ET ENVIRONNEMENT S10.1 Sécurité au travail S10.2 Ergonomie des postes de travail S10.3 Environnement

27 BTS FONDERIE 2015 – Relations Compétences / Épreuves
Une répartition des épreuves qui prend en compte l’organisation des épreuves en BTS CPI et CRPR (U4 et U61) et qui certifie des compétences « métier », U5, U62, U63

28 Compétences spécifiques
BTS FORGE 2015 – Relations Compétences / Épreuves Une répartition des épreuves qui prend en compte l’organisation des épreuves en BTS CPI et CRPR (U4 et U61) et qui certifie des compétences « métier », U5, U62, U63 transversales Compétences spécifiques C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 S'intégrer dans un environnement professionnel, assurer une veille technologique et capitaliser l’expérience Rechercher une information dans une documentation technique, en local ou à distance Formuler et transmettre des informations, Communiquer sous forme écrite et sous forme orale y compris en anglais S’impliquer dans un groupe projet et argumenter des choi2 techniques Élaborer et/ou participer à l’élaboration d’un cahier des charges Interpréter un cahier des charges Participer à un processus collaboratif de conception et de réalisation de composants forgés Recenser et spécifier les technologies et les moyens de réalisation Concevoir et définir, à l'aide d'un logiciel de CAO, le composant forgé Définir des processus de réalisation à l’aide d’un logiciel de CAO Définir et mettre en œuvre des simulations permettant de valider un processus Définir tout ou partie de l'outillage à l'aide d'un logiciel de CAO Définir et mettre en œuvre des essais réels permettant de valider un processus Définir, organiser et planifier une réalisation Définir un plan de surveillance de la réalisation d’un produit Proposer des améliorations (techniques, économiques, environnementales) du processus de réalisation Qualifier les moyens de réalisation lors d'une production Industrialiser et suivre une production Animer une équipe Appliquer un plan qualité, sécurité et de respect de l’environnement Etude des processus Ep. écrite U4 Projet industriel (2 parties) Pratique U5 orale Projet collaboratif CCF U61 Etude d'outillage U62 Gestion de suivi de réalisation en entreprise U63

29 BTS FORGE FONDERIE – Organisation des épreuves
Une certification des compétences au travers d’épreuves qui évoluent U61 : Un projet collaboratif d’optimisation de produits et/ou pièces de forge ou de fonderie, pour apprendre à collaborer efficacement entre spécialistes de conception et de procédés (forge et/ou fonderie et/ou réalisation). U5 : Un projet d’industrialisation qui peut prendre appui sur le support et les produits définis lors du projet collaboratif, qui intègre les essais des matériaux, des outillages (et des sables en fonderie). U62 : Une étude de moulage pour le BTS FONDERIE, une étude d’outillage pour le BTS FORGE pour valider les compétences « cœur de métier » U63 : un stage industriel qui met l’accent sur le suivi de chantiers de moulage, sur les questions de mise en œuvre des règles et condition de travail (qualité, sécurité, hygiène, respect de l’environnement).

30 Projet industriel réel ou adapté Groupe BTS FONDERIE et/ou FORGE
BTS FORGE & FONDERIE 2015 – Epreuve U61 – Projet collaboratif Collaborer avec un spécialiste de la conception, de la réalisation unitaire ou de série pour optimiser la conception d’une pièce de fonderie ou de forge OBJECTIF ORGANISATION Projet industriel réel ou adapté Mécanisme, pièce Coef: 3 Durée: 20 heures Evaluation: CCF (20min) Epreuve orale Présentation collective Soutenance individuelle Pièce à optimiser Groupe BTS CPI et/ou BTS CRPR Groupe BTS FONDERIE et/ou FORGE (ou industriel ou enseignant) Pièce optimisée

31 Travail collaboratif de conception
BTS FONDERIE – Epreuve U61 – Projet collaboratif RECONCEPTION D’UNE PIÈCE MÉCANO SOUDÉE Pièce mécano soudée extraite d’un projet industriel Pièce à optimiser Analyse fonctionnelle et topologique de la pièce Conception des formes et dimensions de la pièce obtenue en fonderie Simulation et vérification de ses performances Travail collaboratif de conception Pièce optimisée Magazine Fonderie de Mai 2015

32 BTS FONDERIE 2015 – Epreuve U5 – Projet Industriel
EXEMPLE D’UN PROJET DE CONCEPTION DETAILLEE et D’INDUSTRIALISATION D’UNE PIÈCE DE FONDERIE Définition et simulation d’une pièce de fonderie d’un projet industriel de conception détaillée Pièce à valider Impression 3D du moule sur machine PROMETAL Prototypage d’une pièce vraie matière vrai procédé Moule sable et pièce proto Pièce et procédé validée Magazine Fonderie de Mai 2015

33 Travail collaboratif de conception
BTS FORGE – Epreuve U61 – Projet collaboratif RECONCEPTION D’UNE PIÈCE USINÉE Pièce usinée extraite Pièce à optimiser Analyse fonctionnelle et topologique de la pièce Etude des causes de rupture Travail collaboratif de conception Pièce optimisée Magazine Fonderie de Mai 2015

34 Etude et réalisation de l’outillage Pièce et procédé validée
BTS FORGE 2015 – Epreuve U5 – Projet Industriel EXEMPLE D’UN PROJET DE CONCEPTION DETAILLEE et D’INDUSTRIALISATION D’UNE PIÈCE DE FONDERIE Définition et simulation d’une pièce de forge d’un projet industriel de conception détaillée Pièce à valider Moule sable et pièce proto Conception des formes et dimensions de la pièce obtenue en forge Conception de l’outillage en lien avec le BTS CPRP Simulation du procédé Etude et réalisation de l’outillage Pièce et procédé validée Magazine Fonderie de Mai 2015

35 BTS de la mécanique: les activités professionnelles
Un horaire d’enseignement professionnel globalisé, réparti au niveau de l’établissement… 1ère année 2ème année Semaine a + b + c (2) Année (3) 5. Enseignement professionnel 20 6 (6) 600 720 Proposition d’un exemple de répartition possible des 20 heures (6+3+11) d’enseignement professionnel STI (relevant de la responsabilité du chef d’établissement) en BTS FONDERIE 5.1 Etude de produits 5.2 Etudes de moulage, industrialisation 2 (11) 5.3. Gestion et suivi de la production 2 (10) (10) : Dont une demi-heure de co-enseignement avec l’enseignement scientifique et STI (11) :Dont une heure de co-enseignement STI et Anglais

36 Merci de votre attention
Merci de votre attention. Merci aux professionnels qui nous accompagnent dans cette rénovation Merci aux équipes d’enseignants des lycées concernés qui collaborent à l’écriture de ces référentiels de BTS FORGE et de BTS FONDERIE