L'optimisation topologique en classe de STI2D ITEC

L'optimisation topologique :

Concevoir des pièces dont les formes sont optimisées en fonction de leurs contraintes mécaniques d'utilisation, mais aussi des procédés de fabrication a toujours été un objectif précis à atteindre pour les concepteurs.

Aujourd'hui l'ajout des nouveaux moyens de fabrication, dont l'impression 3D et la fabrication additive rendent encore plus concret cette approche d'optimisation. En effet ce procédé permet la création de nouvelles formes non usinables par les moyens conventionnels, mais surtout permet de donner une plus grande légèreté aux pièces.

Il devient possible de maximiser la raideur ou de minimiser la masse de la pièce, ce qui offre de multiples solutions possibles. Suite à ces premiers calculs, il faut également optimiser le résultat proposé avec un procédé de fabrication particulier (le démoulage simple ou double, l'extrusion mais aussi l'impression 3D ou peuvent être produit des cavités non usinables)

La construction de structures dites "latices" (structures légères d'os d'oiseaux) permet d'augmenter encore un peu plus cette légèreté tout en gardant la rigidité mécanique souhaitée.

Quels apports dans nos enseignements ?

Pourquoi ne pas aborder cette notion au plus tôt possible dans nos pédagogies ? C'est ce que va tenter de nous montrer un collègue du lycée TURGOT de Limoges.

Cette activité est menée en fin de 1° trimestre en classe de Terminale STI2D ITEC, le collègue nous propose ce TP. 

Cette activité permet également d'aborder l’aspect développement durable en effet l’économie de matière ici réalisée réduit l’impact environnemental sur les phases d’extraction, de transformation et de fabrication dans le cycle de vie du produit

Même si à priori, les prérequis nécessaires avant d'aborder ce TP sont ambitieux, il est possible de palier à ces manques en essayant d'aborder ceux ci au fur et à mesure des besoins des élèves.

Structure du TP : 

Le premier document à ouvrir est la carte mentale "MindView" -Activité 3-8.2a-Optimisation topologique.mvd-  dans lequel des liens ouvrent les documents pdf nécessaire pour le TP.

NB : Pour visualiser ce travail, vous aurez besoin du Viewer de MindView si vous n'avez pas l'application complète. Celui-ci est téléchargeable gratuitement ici.

Le VTT support de ce TP, est ici proposé en dux version Catia ou SolidWorks. Ce même VTT a également été le support d'épreuve de baccalauréat en 2004.

Le TP est construit pour une utilisation avec le logiciel d'otpimisation topologique "INSPIRE" de SolidThinking.