Lasercut Goodies 1

1.Introduction

Le projet qui nous a été proposé : “LaserCut Goodies” nous a rapidement séduit parmi la liste des différents projets car il permettait un grand champ de possibilités, et où l’on pouvait exprimer notre imagination. Nous sommes nous deux intéressés par la Recherche et Développement et ce projet, à toute échelle gardée, s’en rapproche.

L’objectif de ce projet est de développer un ou plusieurs goodies à distribuer pendant les journées portes ouvertes (JPO) de l’INSA Strasbourg. Il y avait une contrainte supplémentaire cependant, ces objets devaient être réalisables à la laser cut. Il était trivial, aux vues du format des JPOs que nos goodies devaient être rapidement productibles, peu coûteux et représentatif au mieux de notre école.

Une autre question qu’on devait se poser était la cible de nos produits. Il s’agissait principalement d’étudiant, amateur de sciences, ne connaissant pas forcément la plasturgie ni les études et filières proposées par l’INSA. Ils peuvent également venir de partout en France et ne pas connaître la ville de Strasbourg.

2.Définition du Cahier des Charges Fonctionnel


Nous avons appris lors de précédents projets que la réussite de ces derniers nécessitaient une bonne planification et un bon encadrement du projet. Pour ce faire nous avons commencé par établir un diagramme de Gantt afin d’organiser au mieux notre temps. Bien évidemment ce dernier fut grandement perturbé par le confinement. Nous avons donc commencé par lister les choses que nous pouvions faire et nous avons établi un calendrier en adéquation avec les différentes échéances et les autres matières.

 

 

Nous devions à présent encadrer notre réflexion. Pour cela nous avons établi un cahier des charges. Nous avons entamé la démarche par une bête à cornes, afin d'analyser l'environnement d’utilisation.

 

 

Puis nous avons réalisé la définition fonctionnelle :

 

Définition fonctionnelle

FP1 : Le goodies doit pouvoir être réalisé par lasercut en direct à la JPO.

FP2 : Le goodies doit pouvoir être réalisé par les exposants du stand PL

FC1 : Le goodies doit être attractif lors de la JPO

FC2 : Le goodies doit être attractif et doit représenter l’INSA

FC3 : Le goodies doit être respectueux de l'environnement.

FC4 : Le goodies doit être financièrement intéressant.

FC5 : Le goodies doit résister mécaniquement aux sollicitations extérieures.

FC6 : Le goodies ne doit pas être dangereux pour l’utilisateur.

FC7 : Le goodies doit pouvoir être présenté par les exposants.

FC8 : Le goodies doit être attractif pour le visiteur.

FC9 : Le visiteur doit pouvoir interagir avec le goodies.

FC10 : Le goodies doit pouvoir être réalisé par lasercut

Nous avions donc maintenant tous les éléments pour établir un cahier des charges. Nous avons vérifié par la suite que ce cahier des charges était bien respecté par nos solutions.

Nous avons également appliqué un indice de flexibilité à nos critères afin de voir la marge de manœuvre que nous possédions.

 

Critères

Niveau des critères

Flexibilité

FP1 : Être réalisable à la découpe laser

Avoir une épaisseur découpable

<10mm

Impératif

Ne pas s'enflammer au contact du laser

 

Impératif

Ne pas se déformer au contact du laser

 

Impératif

Dimension adaptée à la découpeuse laser

726 x 432 mm

Impératif

FP2 : Être un goodies réalisable lors de la JPO en direct

Durée de réalisation d'un goodies rapide

< 45 secondes

Peu négociable

Pouvoir adapter la production pour répondre à la demande

 

Négociable

Limiter l'assemblage ou les manipulations pour finaliser l'objet

 

Très négociable

Ne pas utiliser de pièces externes

 

Impératif

Possibilité de personnalisation

 

Très négociable

FC1 : Le goodies doit être attractif et doit représenter l'INSA

Présence d'éléments rappelant l'INSA Strasbourg

 

Impératif

Etre attractif esthétiquement

Harmonieuse et design

Négociable

Être utile

 

Négociable

FC2 : Être financièrement intéressant

Limiter la quantité de matière demandé

 

Très négociable

Limiter les chutes

 

Négociable

Coût par pièce faible

Quelques centimes l'unité

Peu négociable

Rester dans le budget du projet

Une centaine d'euros

Peu négociable

FC3 : Résistance mécanique

Résister à l'usure

Usure de quelques mois

Peu négociable

Résistance à la flexion

Dans la limite d'une utilisation correcte

Peu négociable

Résistance à la torsion

Dans la limite d'une utilisation correcte

Peu négociable

Température d'utilisation

Température ambiante

Peu négociable

FC4 : Ne doit pas être dangereux pour l'utilisateur

Ne doit pas blesser l'utilisateur

Dans la limite d'une utilisation correcte

Impératif

Eviter les possibilités d'ingestion par des enfants

 

Peu négociable

FC5 : La maquette des respecter les normes

Respecter les normes de sécurité

 

Impératif

Respecter les normes environnementales

 

Impératif

3. Recherche de solutions, technologiques et de goodies

Lors des premières séances du projet, pré-confinement donc, nous avons répertorié l’ensemble des goodies que nous jugions intéressants. 

L’objectif de notre goodies est d’être attractif, l’idée est que celui-ci doit être universel et être attractif pour tout type de public. Une deuxième contrainte est que nous souhaitons que la découpe laser des goodies se fasse en direct. Pour cela nous devons avoir des objets relativement simples au niveau de leur formes. Nous nous sommes aussi fixés d’autres contraintes que vous pourrez trouver dans le cahier des charges disponible sur le drive.

Avant de définir quels goodies nous allions réaliser, nous avons profité des séances au Fablab pour tester l’imprimante laser et voir l’étendue de ses capacités afin d’être plus à même de comprendre les contraintes que cet outil amène. Nous avons réalisé plusieurs pièces, plus ou moins complexes, avec différents matériaux. Nous avons analysé les résultats et revus notre cahier des charges en lien avec ce que l’on a observé. Cependant pour cette première approche, nous avons préféré nous contenter d’une expérience brève pour nous faire la main et mieux comprendre l’outil que nous allons devoir utiliser.

Une fois que nous avons jugé que nous possédions tous les éléments en main. Nous avons commencé nos recherches et notre réflexion sur quel goodies réaliser. Nous nous sommes vites rendus compte qu’un goodies seul ne pourrait jamais satisfaire à toutes les contraintes du cahier des charges, notamment la rapidité de production. Nous avons donc très vite décidé de réaliser plusieurs goodies. Deux exactement, ce nombre nous paraissant le meilleur rapport possible pour un tel projet. Un rapide à faire afin d’assurer une grande production, un plus long à produire mais peut être plus intéressant. Mais avant cela revenons sur le choix des goodies.

Nous avons donc commencé par réaliser un état de l’art des goodies existants, puis nous avons retenu certains, que nous avons classé par thème et noter par rapport à leur respect du cahier des charges.

Le tableau étant trop long, voici un lien vers le tableau : 

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1otPg_hkTIuWsubfvMBecG6Jb2gvIIpqZ/edit#gid=859984005

Nous avons également réfléchi aux matériaux que nous pouvions utiliser. Aux vues du process imposé, les plaques de PMMA coulées étaient les plus recommandés. Le fait qu’elles soient coulées était nécessaire afin d’assurer la découpe à la laser cut. Nous avons choisi une plaque transparente pour des soucis esthétique mais dans une optique de diversification des modèle, l’utilisation de plaque coloré peut être intéressante.

Nous avons donc choisi des plaques Altuglas® CN Blanc Diffusant de la marque Sunclear.

Sur le format, les plaques ont des dimensions de bases de 3050 x 2030 mais elles sont découpables par le constructeur. Pour la règle nous les découpons en 7 afin d’obtenir des plaques de 290*435,7. Pour le casse-tête de 6mm, nous avons choisi de découper une plaque de 508 mm par 338,3 mm. Pour les casse-têtes de 5 et 4mm d'épaisseur nous avons du 435,7 mm par 290, en effet l’épaisseur de la feuille modifie les mesures du casses tête afin d’assurer un emboîtement des différentes faces. Le choix de ces dimensions a été réfléchis afin de limiter les déchets et optimiser le temps de production (limiter les manipulations).

 

 

 

Une réflexion par rapport à un traitement de surface afin de modifier l’aspect avait été envisagé au début du projet mais fut remis en question dû au confinement.

Nous avons aussi analysé les différents moyens de fonctionnement d’une découpeuse laser. En effet celle-ci a deux modes de fonctionnement principaux. Un mode vectoriel et un mode pixel. Pour le mode pixel, la découpeuse laser va utiliser un document composé de pixels, pour chaque pixel l'imprimante va envoyer une impulsion laser qui va découper ou graver la plaque selon le fichier que l’on a. Pour le mode vectoriel, on a cette fois ci un fichier composé de vecteurs. La machine va donc suivre ces vecteurs pour découper la plaque. On utilisera généralement le mode pixel lorsque l’on a des formes pleines et l’on privilégiera le mode vectoriel pour des lignes et autres formes sans grande épaisseurs. Selon la nature des goodies que l’on aura on devra choisir entre un de ces deux modes.

4. Choix des solutions 

Nous avons donc commencé à lister les différents goodies auxquels nous avons pensé et à les classer et noter dans un tableau récapitulant le cahier des charges comme indiqué en partie 3. Nous les avons caractérisés selon différents critères afin de vérifier qu’ils soient réalisables et leur avons donné une appréciation (en fonction de la couleur) selon notre préférence.

 

 

Nous avons ensuite à partir de cette liste choisi deux goodies diffèrent (par leur temps de production, leurs cible,...). Nous avons sélectionné ces goodies de façon à ce qu'ils complètent bien les points négatifs de l’un et l’autre.

-Une règle :

Ce goodies certes classique, n’en est pas moins un des plus plébiscité au sein de l’INSA Strasbourg. Souvent réalisé par les différentes associations d’élèves de l’école, c’est celui qui disparaît le plus vite des stands et celui que l’on voit ensuite le plus entre les mains des différents élèves de l’INSA. En plus d’être relativement simple et rapide à usiner, ce qui comblera le défaut de notre second goodies, la règle a aussi le mérite d’être régulièrement utilisée. Ainsi, comme pour le casse-tête, celle-ci restera dans les esprits des visiteurs de la JPO, de même que les visuels de l’école que nous allons mettre sur cette dernière.


-Un casse-tête :

Ce goodies présente selon nous deux avantages indéniables, tout d’abord c’est un goodies universel. Il plaira à tout type de public et tout le monde aura envie d’en avoir un pour l’essayer. Ensuite ce goodies est interactif, c’est un goodies qui même une fois réalisé se conserve chez soi et pourra sûrement être ressortie lors de diverses occasions. De plus les utilisateurs vont passer un certain temps au contact de ce goodies, le temps de le résoudre. Si nous incluons divers éléments de la charte graphique de l’INSA ou différentes thématiques inhérentes à l’ingénierie sur celui-ci, nous pouvons marquer les esprits. Cependant un casse-tête est relativement complexe et sera surement long à usiner, ce qui posera problèmes notamment en cas de grandes affluences au stand des plasturgistes. Nous avons donc choisi de palier à cet inconvénient en sélectionnant également la règle.

Après après avoir travaillé sur nos deux solutions, nous avons du voir si elles respectaient bien le cahier des charges que nous avons établi:


Vérification du respect des critères par le casse tête

Critères

Niveau des critères

Flexibilité

Réalisation:

FP1 : Être réalisable à la découpe laser

 

Avoir une épaisseur découpable

<10mm

Impératif

 

Ne pas s'enflammer au contact du laser

 

Impératif

 

Ne pas se déformer au contact du laser

 

Impératif

 

Dimension adapté à la découpeuse laser

726 x 432 mm

Impératif

 

FP2 : Être un goodies réalisable lors de la JPO en direct

 

Durée de réalisation d'un goodies rapide

< 45 secondes

Peu négociable

 

Pouvoir adapter la production pour répondre à la demande

 

Négociable

 

Limiter l'assemblage ou les manipulations pour finaliser l'objet

 

Très négociable

 

Ne pas utiliser de pièces externes

 

Impératif

 

Possibilité de personnalisation

 

Très négociable

 

FC1 : Le goodies doit être attractif et doit représenter l'INSA

 

Présence d'éléments rappelant l'INSA Strasbourg

 

Impératif

 

Etre attractif esthétiquement

Harmonieuse et design

Négociable

 

Être utile

 

Négociable

 

FC2 : Être financièrement intéressant

 

Limiter la quantité de matière demandé

 

Très négociable

 

Limiter les chutes

 

Négociable

 

Coût par pièce faible

Quelques centimes l'unité

Peu négociable

 

Rester dans le budget du projet

Une centaine d'euros

Peu négociable

 

FC3 : Résistance mécanique

 

Résister à l'usure

Usure de quelques mois

Peu négociable

 

Résistance à la flexion

Dans la limite d'une utilisation correcte

Peu négociable

 

Résistance à la torsion

Dans la limite d'une utilisation correcte

Peu négociable

 

Température d'utilisation

Température ambiante

Peu négociable

 

FC4 : Ne doit pas être dangereux pour l'utilisateur

 

Ne doit pas blesser l'utilisateur

Dans la limite d'une utilisation correcte

Impératif

 

Eviter les possibilitées d'ingestion par des enfants

 

Peu négociable

 

FC5 : La maquette des respecter les normes

 

Respecter les normes de sécurité

 

Impératif

 

Respecter les normes environnementales

 

Impératif

 

Respect de la règle des différents critères

Critères

Niveau des critères

Flexibilité

Réalisation:

FP1 : Être réalisable à la découpe laser

Avoir une épaisseur découpable

<10mm

Impératif

 

Ne pas s'enflammer au contact du laser

 

Impératif

 

Ne pas se déformer au contact du laser

 

Impératif

 

Dimension adapté à la découpeuse laser

726 x 432 mm

Impératif

 

FP2 : Être un goodies réalisable lors de la JPO en direct

 

Durée de réalisation d'un goodies rapide

< 45 secondes

Peu négociable

 

Pouvoir adapter la production pour répondre à la demande

 

Négociable

 

Limiter l'assemblage ou les manipulations pour finaliser l'objet

 

Très négociable

 

Ne pas utiliser de pièces externes

 

Impératif

 

Possibilité de personnalisation

 

Très négociable

 

FC1 : Le goodies doit être attractif et doit représenter l'INSA

 

Présence d'éléments rappelant l'INSA Strasbourg

 

Impératif

 

Etre attractif esthétiquement

Harmonieuse et design

Négociable

 

Être utile

 

Négociable

 

FC2 : Être financièrement intéressant

 

Limiter la quantité de matière demandé

 

Très négociable

 

Limiter les chutes

 

Négociable

 

Coût par pièce faible

Quelques centimes l'unité

Peu négociable

 

Rester dans le budget du projet

Une centaine d'euros

Peu négociable

 

FC3 : Résistance mécanique

 

Résister à l'usure

Usure de quelques mois

Peu négociable

 

Résistance à la flexion

Dans la limite d'une utilisation correcte

Peu négociable

 

Résistance à la torsion

Dans la limite d'une utilisation correcte

Peu négociable

 

Température d'utilisation

Température ambiante

Peu négociable

 

FC4 : Ne doit pas être dangereux pour l'utilisateur

 

Ne doit pas blesser l'utilisateur

Dans la limite d'une utilisation correcte

Impératif

 

Eviter les possibilitées d'ingestion par des enfants

 

Peu négociable

 

FC5 : La maquette des respecter les normes

 

Respecter les normes de sécurité

 

Impératif

 

Respecter les normes environnementales

 

Impératif

 

Comme on peut le voir nos deux goodies sélectionnés sont bien en adéquation avec notre cahier des charges. Nous avons donc pu commencer la phase de prototypage de ces deux goodies et commencer à réfléchir dessus.

5. Phases de prototypages, règle

Nous avons donc pensé à un second produit que nous aurions pu produire rapidement et distribuer en quantité et réserver les casses têtes aux visiteurs s’intéressant plus profondément et ayant plus de temps à accorder au stand plasturgie. Ce second produit nous est rapidement apparu, il s’agissait de la règle. En effet, ayant par notre expérience dans l’associatif du distribuer de nombreux goodies, il est à chaque fois étonnant de voir à quelle vitesse partent les règles tant elles sont demandées par les étudiants. De plus cet objet collait parfaitement avec notre cahier des charges : rapide à produire, représentant le milieu scolaire, utile au public de la JPO et le processus d’obtention à la découpe laser nous offrait une grande liberté dans le design afin de représenter au mieux l’INSA Strasbourg.

 

6.Obtention de la règle

Nous trouvions que le lieu qui représentait le mieux la ville de Strasbourg était sa cathédrale. C’est pour cela que le premier design ne présentait que ce bâtiment. Nous avons alors fait deux designs, un avec une fente afin de mettre en valeur la cathédrale, un autre sans afin d’augmenter la résistance mécanique de la règle. Par des calculs de résistance des matériaux, qui seront détaillés plus tard, nous avons vu que les deux résistaient à des charges raisonnables. Pour la suite nous avons donc gardé les designs avec les fentes pour des fins esthétiques. Dans des optiques de diminution du temps de réalisations, nous avons fait une partie détaillée et une non.

      

Détaillée

         

Simple

Après un entretien avec les professeurs, nous avons rajouté d’autres monuments de Strasbourg, arrondis les angles et les pointes pour éviter toutes blessures ou inconfort et décalé les graduations directement sur le bord de la règle afin d’augmenter le nombre de mesures possibles, par rapport au premier design. Nous avons donc fait commencer les graduations directement sur le côté de la règle, ce qui permet d’optimiser la quantité de matière utilisé. Nous avons également développé le visuel en ajoutant le pont Vauban, le parlement européen et la bibliothèque nationale universitaire place de la République. Ces lieux étaient pour nous les plus représentatifs du paysage urbain strasbourgeois, et de différentes époques montrant l’évolution dans le temps de Strasbourg tout comme l’évolution de l’INSA depuis 1875. Nous nous sommes inspirés de The Line dans le design.

 


 

Différent visuels de The Line



 

Nous obtenons donc les visuels suivant :


Version finale détaillée    

                                               

 

Version finale simple

 Nous avons également créé une version simple renforcée afin de diversifier les modèles existants. De plus, ce modèle renforcé a été créé car même si d’après nos calculs théoriques, nous trouvions que la géométrie de la règle simple la rendait suffisamment résistante, nous avons appris grâce au projet de PL2 qu’il y a souvent une différence entre la théorie et la pratique. Nous avons donc, dans ce cas où la règle serait trop fragile, réalisé un modèle renforcé :

 

Version finale simple renforcée

 

7.Optimisation, prix et calculs de la Règle

L’un des premiers questionnements que nous avons eu concernant la règle fut sa résistance mécanique à la flexion. Nous avons procédé à des calculs de résistance des matériaux afin de soulever ce point. Nous avons bien entendu réaliser cette modélisation sur le cas le plus défavorable (épaisseur de 3mm avec fente) :

Le résultat était correct et ont permis de valider l’utilisation d’une fente.

Nous avons pour commencer calculé le temps de découpe pour une règle:

Viens alors le problème de la disposition des pièces afin de limiter le temps de découpe.

Nous avons donc maximiser le nombre de côtés en commun afin de minimiser la longueur de découpe. Nous avons donc opter pour la disposition suivante :

Ainsi nous réduisons de presque 2 secondes le temps de découpe par règle :

Nous pensons que 13/14 secondes sont une durée de découpe raisonnable. De plus il y aura 12 règles par plaque, ce qui limite les manipulations.

Se posait alors la question du prix d’une règle, ainsi que la quantité de déchet.

Nous avons décidé d’utiliser des plaques de PMMA moulé SUNCLEAR de 3 mm et 4mm. Elles sont à la sortie de la production de 3050 x 2030, nous les découperons en 7 afin d’obtenir des plaques de 435,7 x 290. Cela permet de minimiser les chutes lors de la disposition des règles. Ce découpage est orienté afin de minimiser le nombre de déchet, de plus avec 12 règles par plaque, nous limitons les manipulations qui font perdre du temps de production.

Calcul du prix d’une règle :




 

Nous obtenons donc des règles entre 0,37 et 0,47 centimes par règles, en fonction de l’épaisseur choisi, ce qui nous semble abordable. 

Afin de vous présenter la quantité de déchet, voila la disposition des règles sur la plaque:

Avec une telle disposition, nous pouvons calculer la quantité de déchet :

Nous avons été surpris de voir 45% de déchets, mais malgré de nombreuses autres dispositions et tentatives, nous n’avons jamais réussi à faire moins.

8. Phases de prototypages, casse tête

Le casse-tête a été particulièrement ardu à réaliser, il nous aura fallu trouver une idée de base, puis l’adapter aux contraintes de la lasercut (pas de pièces en 3D). Cette dernière contrainte nous a posé de nombreux problèmes car nous avons trouvé de nombreux modèles de casse-tête nécessitant une découpe sur deux plans. Nous avons donc continué nos recherches et ne trouvant pas de concept à réaliser, nous avons changé de stratégie. Nous avons décidé de sélectionner un modèle que nous trouvions attractif, mais irréalisable à la lasercut. Puis de le modifier suffisamment et l’adapter à ce mode de production pour pouvoir le réaliser lors de la JPO. Ainsi, nous nous sommes inspirés de base par le casse-tête suivant :

 

Comme on peut le voir, certaines pièces nécessitent une découpe sur deux plans. Mais nous avons décidé de garder le concept de pièces s'imbriquant les unes dans les autres pour former finalement un cube. Nous avons essayé de plusieurs façons de l'adapter mais sans réel succès, nous obtenions soit des casse-têtes trop simple et donc peu intéressant ou alors des pièces trop complexes que l’on ne pouvait pas physiquement assembler.

L’idée nous est venu alors des tréfonds de notre enfance. Ce que nous essayons de faire nous a beaucoup fait penser à nos jeux de cette époque, les Kapla. Nous nous sommes alors inspirés de modèles en Kapla existant et plus particulièrement celui-ci :

Nous avons alors mixé nos essais ratés précédent et cette image et avons commencé à avancer vers le prototype final. Une des premières choses que nous avons fait a été de réduire le nombre de pièce. De la trentaine de pièces qui constituent le cube ci-dessus, nous sommes passé à 9. 

Et nous obtenons, après de nombreux essais ratés et de modèles différents, ce résultat final :

Entièrement réalisable à la laser-cut avec une plaque de 6mm d’épaisseur. Voici le plan de ce casse tête :

Il manque encore à ce stade, les différents visuels de l’école, mais la forme finale est là. Mais ce modèle ne nous a pas totalement satisfait et nous avons encore continuer à le modifier Après plusieurs séances, nous avons pu progresser sur nos modèles et arriver à une version définitive. Dans l'idéal nous aimerions pouvoir vérifier certaines choses expérimentalement pour améliorer nos modèles si nécessaires mais cela ne sera pas possible au vu de l'évolution de la situation. Nous avons légèrement modifié l'aspect extérieur de celui-ci afin d'éviter d'avoir un aspect trop cubique. Nous obtenons ainsi le casse-tête suivant :

Nous avons aussi pris en compte les différentes remarques que nous avions reçu et avons décliné en plusieurs versions ce casse-tête. Nous avons ainsi trois versions, une pour une plaque de 6mm, une de 5mm, et une de 4mm. La géométrie reste la même entre chacune de ces versions, nous avons appliqué une homothétie entre les différents modèles pour s'adapter à la longueur de plaque.

9.Fabrication, casse tête

Nous abordons ici une phase que nous n’avons pas pu mener selon nos souhaits. Tout ce qui est écrit ici est donc strictement théorique. 

 

Une fois nos modèles créés sous Créo, nous avons utilisé la fonction mise en plan de ce logiciel pour créer nos fichiers de découpe finaux. Nous avons aussi à l’aide des données disponibles sur internet, cherché les paramètres de découpe optimum. Pour cela nous sommes aller regarder du côté du site de Trotec. Ce fabricant propose aussi ses propres polymères prêts à être découpé et notamment des plaques de PMMA coulé vendue sous la dénomination “Troglass”. Nous n’avons certes pas le même fournisseur mais nous allons utiliser une plaque très proche de celle proposée par Trotec. Nous avons donc suivi les recommandations du constructeur pour notre découpe :

 

 

Ces paramètres étant donné pour une plaque de 3mm, nous les avons adaptés à des plaques de 4, 5 et 6mm pour obtenir les vitesses de découpe de nos plaques.

Nous avons aussi réalisé le fichier vectoriel de notre casse-tête prêt à être découpé, le voici pour une seule pièce (ici le casse-tête de 6mm d’épaisseur) :

 

 

Nous avons aussi prévu un fichier prêt pour la JPO, placé dessus nos différentes pièces de façon à limiter le temps de découpe de la découpeuse laser et aussi de limiter les chutes.

Il s'agit ici de la version 6mm du casse-tête avec une plaque de 508 par 338,3 mm.

10.Optimisation et calculs, casse tête

Comme vous pouvez le voir ci-dessus, nous avons optimisés nos placements de pièces. En disposant les pièces de telles façon nous réduisons de 21% (pour du 6mm )le temps de découpe de nos casse-têtes par rapport à une disposition non-optimisé. Tous les détails sont disponibles ci-dessous :

Nous avons aussi commencé à budgétiser et étudier la rentabilité de nos différents casse-têtes. Pour cela nous sommes allés chercher des plaques de PMMA dans le catalogue de Sunclear basé à Colmar. Pour la suite de nos calculs nous nous sommes donc basés sur leurs prix pour du PMMA Altuglas blanc opaque.

Ce fournisseur ne proposant pas de plaque de PMMA plus petites, nous sommes partis sur les dimensions données ci-dessus. Ces dimensions étant trop grande pour la découpeuse laser de l'INSA, nous avons choisi de réaliser une pré-découpe de plaque pour obtenir un gabarit adapté pour cette dernière. Nous avons ainsi retenu deux formats. Pour le casse-tête de 6mm, nous avons choisi de découper une plaque de 508 mm par 338,3 mm. Pour les casse-têtes de 5 et 4mm d'épaisseur nous avons dû 435,7 mm par 290. Une fois cela établi nous avons pu calculer le pourcentage de chute et le prix de revient de chaque casse-tête.

6mm :

Sur les dimensions de la plaque choisi, nous pouvons mettre 6 casse-têtes. Avec une telle disposition nous avons 45% de chute et donc un casse-tête coûte 1,6 € à produire.

5mm :

Sur les dimensions de la plaque choisie, nous pouvons mettre 6 casse-têtes. Avec une telle disposition nous avons 38% de chute et donc un casse-tête coûte 0,99 € à produire.

4mm :

Sur les dimensions de la plaque choisie, nous pouvons mettre 8 casse-têtes. Avec une telle disposition nous avons 34% de chute et donc un casse-tête coûte 0,63 € à produire.

Au vu de ces chiffres il semble donc bien plus intéressant d'un point de vue économique de fabriquer des casse-têtes dans une plaque de 4mm. Cependant il faudrait tout de même vérifier que la faible épaisseur de la plaque ne rend pas les pièces constituants le casse-tête trop fragiles. Vous trouverez ci-dessous les détails des calculs :


11.Conclusion

Nous avons donc créé lors de ce semestre les deux goodies que nous vous avons présenté dans ce rapport. Cela aura été un processus long et parsemé d'embûches que le confinement nous a dressé. Nous sommes cependant heureux de notre résultat final et estimons celui-ci à la hauteur des espérances de début de projet. Nous avons en effet réussi à répondre à toutes les problématiques rencontrées lors de ce travail. Nous avons en effet créé deux goodies attractifs et tous les deux réalisables par découpe laser de la JPO. De plus, nous estimons que nous avons créé deux goodies que beaucoup de visiteurs souhaiteront obtenir et qu’ils réutiliseront en dehors du cadre de la JPO. C’était d’ailleurs l’une de nos volonté principales. Réaliser des objets qui accompagneront nos visiteurs un certain moment après leur visite de l’INSA. En effet, fort de nos expériences à Fakuma et au K, et de nos nombreux objets glanés lors de ces événements, même lorsque ceux-ci n’ont pas d'intérêt particulier. Nous savons que les meilleurs goodies sont ceux qui sont toujours utilisés même quelques semaines après l'événement passé. Au delà de cet aspect communicatif et publicitaire dont nous avons parlé, nous sommes aussi satisfait de la façon dont nous avons surmonté les défis techniques que nous avons rencontrés. C’est en effet cet aspect là qui est le plus pertinent avec le cadre de nos études en plasturgie et sur lequel nous avons donc passé le plus de temps. Tout d’abord, nous avons appris à utiliser la découpeuse laser et toute ses fonctionnalités dans la première partie du projet. Puis nous avons réussi à adapter nos goodies aux moyens de productions disponibles à l’INSA Strasbourg. Nous nous sommes aussi adapté à la contrainte supplémentaire qu’est la réalisation de goodies en direct lors de la JPO. Pour cela nous avons prévu une production modulable selon l’affluence de visiteurs et de la demande de goodies. Nous avons de même porté un intérêt particulier sur l’optimisation du temps de découpe et la réduction des prix de fabrication de chacun des goodies. Nous avons de par leur conception et leur usinage optimisé autant que possible ces aspects.

Malheureusement avec le contexte actuel, certaines parties et choses que nous devions faire n’ont pas pu être réalisés. Nous voulions ainsi passer plus de temps sur la recherche des paramètres optimums de la découpeuse laser. Pour cela nous avions prévu de réaliser un plan d’expérience mais aussi de créer nous même un modèle servant uniquement à tester et juger les paramètres de découpe laser. Ces expériences auraient dû être une grosse partie de notre projet. Nous n’avons aussi pas pu réaliser les prototypes de nos goodies à la découpeuse laser. Il est donc possible que certains problèmes existent, nous avons passé beaucoup de temps à essayer de vérifier que tout allait bien fonctionner, mais malheureusement rien ne remplace un prototype et il est probable que certains ajustements soient encore faire.

En somme, malgré les difficultés rencontrées, nous avons su les surmonter et finalement produire deux goodies prêts à être utilisés pour la JPO. Nous savons que les étudiants des prochaines années vont reprendre notre travail et vont réaliser en découpe laser nos goodies. Nous espérons donc voir nos réalisations fleurir prochainement sur les stands des prochaines JPO.




 

Espace Membres

  • over a year ago

Newsletter

Inscrivez-vous à notre newsletter...

Email: