Porte Fusain

0 - Introduction

Dès le lancement du projet, plusieurs idées ont émmergé. L'un de nous dessinnait régulièrement au fusain, nous nous sommes penchés sur les différents problèmes liés à cette pratique.

Les fusains sont salissants, cassants, on peut difficilement les ranger dans une trousse sous peine de les briser, on doit les frotter sur une feuille pour les tailler, et les résidus toujours présents finissent par salir le dessin final.

Nous avons donc débuté une analyse fonctionnelle afin de déterminer plus précisement les fonctions que devrait avoir notre objet, puis avons étudié différents designs et solutions techniques possibles en fonction du parc machine disponible, pour enfin débuter la fabrication, et adapter la maquette en fonction des résultats obtenus.

 

1 - Analyse Fonctionnelle

 

 

                                   

Validation du besoin : Epurer le poste de travail

  • Pourquoi ce besoin existe-t-il ?

Un dessinateur fait appel à plusieurs outils pour dessiner qui ne sont pas tous utilisés en même temps. Le dessinateur aurait alors besoin d'un objet pour ranger ses outils lorsqu'il ne les utilise pas, afin d'organiser son poste de travail. Enfin, le produit éviterait au dessinateur de perdre du temps à chercher son matériel.

  • Qu'est-ce qui pourrait le faire évoluer ?

Un outil de dessin multifonction ou la disparition du papier.

  • Existe-il un risque de le faire évoluer ?

Au vu de la technlogie actuelle, le fusain ne risque pas d'être remplacé par un autre outil. De plus, le papier ne risque pas de disparaitre pour le moment, car malgrès la progression des nouvelles technologies, le papier demeure un des moyens de communiquer préféré de la population.

  • Qu'est-ce qui pourrait le faire disparaître ?

L'arrêt de l'uilisation du fusain comme un outil de dessin, ou la digitalisation de l'art pourraient éventuellement le faire disparaître.

  • Dans sa forme actuelle, le besoin est-il validé ?

Oui, le besoin est validé.

 

Diagramme pieuvre :

 

Fonctions:

FP1: Epurer le poste de travail / Ranger les outils du dessinateur.

FP2: Tailler le fusain.

FC1: Récuppérer les résidus après la taille du fusain.

FC2: Etre agréable à la vue.

FC3: Etre assez grand pour pouvoir contenir les différents outils.

FC4: Etre suffisament résistant pour tailler les fusains.

 

Validation de chaque fonction:

Fonction Principale 1: Epurer le poste de travail / Ranger les outils du dessinateur.

  • Pourquoi ?

Un dessinateur fait appel à plusieurs outils pour dessiner qui ne sont pas utilisés tous en même temps. Le dessinateur aurait alors besoin d'un objet pour ranger ses outils lorsqu'il ne les utilise pas, afin d'organiser son poste de travail. Enfin, le produit éviterait au dessinateur de perdre du temps à chercher son matériel.

  • Pour quoi ?

Pour permettre à l'utilisateur d'avoir un poste de travail rangé, fonctionnel, épuré.

  • Evolution de la fonction ?

Disparition des outils de dessin classiques.

 

Fonction Principale 2: Tailler le fusain.

  • Pourquoi ?

Car il est rare de trouver un outil dédié à la taille de fusain.

  • Pour quoi ?

Pour permettre à l'utilisateur de dessiner avec des outils adaptés.

  • Evolution de la fonction ?

Apparition de fusains qui n'ont plus besoin d'être taillés. Disparition du fusain.

 

Fonction de Contrainte 1: Récuppérer les résidus après de la taille du fuisain.

  • Pourquoi ?

Parce que la taille du fusain provoque le dépôt de charbon sous la forme de poudre.

  • Pour quoi ?

Pour permettre à l'utilisateur de travailler dans un environnement de travail propre.

  • Evolution de la fonction ?

Un sytème de taille du fusain qui ne provoque pas de dépôt de charbon.

 

Fonction de Contrainte 2: Etre agréable à la vue.

  • Pourquoi ?

Pour être attirant à l'oeil et donner envie au consommateur de l'acheter.

  • Pour quoi ?

Parce qu'aujourd'hui, pour qu'un objet se démarque de la concurrence, son designe doit être attrayant.

  • Evolution de la fonction ?

Perte de l'importance de l'aspect esthétique.

 

Fonction de Contrainte 3 : Etre assez grand pour pouvoir contenie les différents outils

  • Pourquoi ?

Car les outils du dessinateur ont des tailles différentes.

  • Pour quoi ?

Pour permettre à l'utilisateur de ranger ces différents outils.

  • Evolution de la fonction ?

Diminution du nombre d'outils du dessinateur, normalisation de la taille de tous les outils.

 

Fonction de Contrainte 4 : Etre suffisamment résistant lors de la taille

  • Pourquoi ?

Car les outils du dessinateur ont des tailles différentes.

  • Pour quoi ?

Pour permettre à l'utilisateur d'utiliser l'objet sans rique de casse.

  • Evolution de la fonction ?

Forte diminution des contraintes mécaniques lors de la taille du fusain.

 

2 - Conception

Une fois l'analyse fonctionnelle finie, nous avons commencé par faire quelques croquis pour essayer de mettre en forme, et d'associer une solution à chaque fonction.

Pour la conception de notre modèle numérique, nous avons utilisé le logiciel Creo. Pour cela, nous avons dimensionné les pièces en se basant sur les tailles standards des outils comme les fusains, les gommes, etc, …

Nous avons ensuite essayé de trouver une solution technique pour chaque fonction déterminée dans l'analyse fonctionnelle.

Pour commencer, nous avons choisis la forme de base de notre objet : un pavé, puis nous lui avons ajouté les différentes fonctions nécessaires.

Nous nous sommes donc penchés sur la fonction « Doit tailler le fusain » ;

Pour tailler le fusain, nous avons imaginé le frotter sur une surface adéquate : suffisamment rugueuse et inclinée. Le design retenu est une forme conique de révolution, avec un trou débouchant sur un récipient. La suite logique a donc été de dessiner ce récipient, que nous avons choisis comme être un tiroir. Il fallait donc créer une liaison glissière entre la boite et le tiroir. Nous avons donc créé quatre rainures dans la boîte et leur forme complémentaire sur le tiroir. Nous avons ensuite dimensionné le tiroir et son trou de façon à ce qu'il n'y ait aucune collision sur le logiciel.

Cela étant fait, il a fallu une forme permettant de ranger et de protéger les fusains et le reste du matériel de dessin (gomme, estompeur, …). Or, le fusain est un outil salissant. Il a donc fallu le séparer du reste des outils. C'est pourquoi, nous avons créé deux espaces séparés d'une fine paroi et protégés par le même couvercle : l'un plus profond et plus grand pour accueillir les fusains et l'autre pour les outils.

Enfin, nous avons voulu créer un espace pour poser la gomme lorsque l'utilisateur est en train de dessiner. Nous avons donc dessiné une zone un peu plus profonde permettant d'accueillir une gomme de taille standard.

 

 

 

 

3- Fabrication

Lors de la fabrication de notre maquette, nous avons eu affaire à de nombreux obstacles. En effet, il a d'abord fallut ajuster les dimensionnements de chaque pièces constituant notre assemblage sur Creo de manière à ce qu'elles puissent s'assembler correctement. Malheureusement, malgré ces précautions, il nous est arrivé plusieurs fois que nos pièces imprimées soient trop grandes. Pour contrer ce problème nous avons donc trouvé deux solutions. Un, nous avons utilisé la découpeuse laser pour réaliser le couvercle du porte-fusain de manière à ce que celui-ci coulisse bien dans la pièce principale. Deux, nous avons poncé le tiroir qui était trop grand pour que ce dernier rentre facilement dans l'orifice qui lui était associé.

Ce problème réglé nous avons dû faire face à un autre souci d'impression. Notre porte-fusain a été mal réalisé par la machine. Celle-ci a imprimé la surface supérieure de notre pièce de manière bombée au lieu d'être un simple plan. Malheureusement cette impression a pris du temps et de l'argent c'est pourquoi nous avons décidé de ne pas la refaire car elle n'empêchait pas la maquette de remplir ses fonctions principales.

Enfin nous avons dû faire face à des problèmes majeurs avec notre système de cales destiné à surélever notre porte-fusain. En effet, ce dernier étant trop petit et la précision de l'imprimante 3D pas assez grande, nous n'avons pas pu réaliser un système fonctionnel. C'est pourquoi nous avons décidé d'abandonner cette idée qui nous paraissait secondaire.

 

4- Notre maquette

Finalement, nous avons finalement obtenu la maquette suivante :

 

 

           Avantages :

Le corps principal et le tiroir sont imprimables en une fois et la languette peut être produite facilement à la découpeuse laser (solution économique). Il s’agit dans l’ensemble d’un objet très simple à réaliser et facile à assembler quand les différentes pièces qui le composent sont produites dans de bonnes dimensions.

 

            Inconvénients :

Le corps principal demande beaucoup de matière ce qui augmente les probabilités de défauts d’impression (risques de non-respect des formes géométriques initiales). Il y a de fortes chances que le tiroir ne s’assemble pas bien avec le corps principal (cela est dû à un ajustement trop serré). Le système de surélevage du porte fusain est trop difficile à mettre en place pour une fonction secondaire.

 

            Améliorations en vue d’une commercialisation:

Tout d’ abord, il serait préférable d’utiliser du plastique pour réaliser le produit.

Il faudrait envisager d’autres méthodes que l’impression 3D pour pouvoir commercialiser le porte-fusain. Nous avons alors imaginé deux techniques différentes. Le choix de la technique utilisée ne peut se faire qu’après une étude économique en fonction du nombre de pièces produites par série.

La première serait de développer le tiroir en injection plastique. Le corps principal serait divisé en cinq parties : les quatre murs et la face fonctionnelle du produit. Les murs, le couvercle et les languettes seront produits par découpe laser dont un des murs contiendrait un trou pour le tiroir. La pièce femelle du tiroir, produite par injection serait ensuite assemblée au mur correspondant. La face supérieure serait elle aussi produite par injection avec un grain plus gros pour la partie dédiée à la taille du fusain car il faut que cette surface soit plus rugueuse que les autres. Enfin l’assemblage pourrait être fait par collage ou par soudage.

La seconde technique serait de réaliser tout le bâti en injection, en ajoutant des dépouilles et contre-dépouille et en gardant un grain plus gros pour la partie destinée à la taille du fusain.

 

Enfin, d'autres améliorations sont à prévoir. Il faudrait arrondir tous les angles qui sont encore droits, comme les quatre angles de la boîte. De plus, il faudrait augmenter le jeu entre les différentes pièces pour être sur que les objets produits lors d'une commercialisation soient fonctionnels.

 

5- Conclusion

Ce projet nous a donc permis de nous rendre compte de tout le cheminement nécessaire à la création d’un nouvel objet. En effet, nous sommes partis d’une page blanche et avons confronté les avis de tous les membres du groupe pour finalement obtenir une maquette de notre projet. Bien que cette dernière possède certains défauts, elle serait, dans le cas d’un projet industriel, une première base de travail pour progresser vers le projet final.

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  • over a year ago

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