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MINI projet Clé USB

Le 28/09/11 Auteurs FC, JPK, LL, JCP

Dossier de conception 1/21

Mini projet

DOSSIER DE CONCEPTION

Clef USB




1. PRESENTATION GENERALE DU MINI PROJET 1.1 Contexte de l’étude Situation existante avec un problème. Présentation de l’objectif du projet La société ALLIANSYS, basée à Honfleur, fabriquant de clés USB « basiques», (clé avec un corps et un bouchon détachable) souhaite étendre sa gamme en créant une nouvelle série de clé dont le corps possèderait :

- un dispositif évitant de perdre le bouchon protégeant le connecteur USB - un design en relation avec

le développement durable

le sport

la robotique - un LOGO personnalisé, pour vous : STI2D

Une production de 2000 modèles est envisagée dans un premier temps.

1.2 Description du produit existant Une clé USB avec un corps en matière plastique (à préciser,) et un bouchon détachable protégeant le connecteur USB. Image du produit existant

Fichier Solidworks fourni : - l’assemblage du connecteur USB et la carte mémoire

Corps de la clé Bouchon

Carte mémoire

Connecteur USB




2. ANALYSE DU PRODUIT EXISTANT

2.1. Exigences du produit existant




2.2 Diagramme de description des principes et solutions satisfaisant les exigences du produit existant




3. RECONCEPTION DU PRODUIT

3.1. Expression des exigences pour la nouvelle clé




3.2 Caractérisation des exigences du nouveau produit Ci-dessous est présentée sous forme de tableau la caractérisation des exigences : critères, niveaux et flexibilité, restreint aux composants de limites d’acceptation et classe de flexibilité.

Exigences Critères d’appréciations Niveaux

d’appréciations

Flexibilité

Limite d’acceptation

Classe

Ex 1 La coque doit protéger la mémoire flash

Contact avec le milieu ambiant Précision de la mise en position Jeu Résistance aux effets dynamiques Effort de l’utilisateur : -Pincement -Flexion pure -Torsion : - compression Résistance à une chute au sol -Hauteur : -Nature du sol Effort d’insertion du connecteur dans le port USB Résistance aux UV

aucun maximale minimal maximale Non chiffrée 50 N (à chiffrer en N.m) (à chiffrer en N.m) 50 N 1 m Béton 30 N Maximale

Maxi

FO

F0

F0

Ex2 La coque doit avoir une forme esthétique

Forme Matériau Couleur Logo : Aire du logo Lettrage Lisibilité Aspect Dimensions de la coque

- Longueur : - Largeur : - Épaisseur :

Conformes au design retenu 50% de la plus grande face de la clé Majuscule Maximale En relation avec la filière sti2D 80 mm 40 mm 40 mm

Minimum Maxi Maxi Maxi




Ex3 La coque doit protéger le connecteur

% de recouvrement du connecteur lorsque le connecteur n’est pas branché Recouvrement de la surface à l’extrémité du connecteur Effort de l’utilisateur : -Pincement -Flexion pure -Torsion : -Compression Résistance à une chute au sol -Hauteur : -Nature du sol

Maximal Complet 50 N (à chiffrer en N.m) (à chiffrer en N.m) 50 N 1 m Béton

F2 (à

rediscuter)

F0

F0

Ex 4 La coque doit être la plus légère possible

Masse

60 grammes

Maxi

F1

Ex5 : La clé doit être préhensible

Manipulation

Aisée

Ex6 : La clé doit permettre l’attache d’une dragonne

Forme du trou dans la coque : Dimensions du trou

- Plus grande longueur - Plus grande largeur

Libre et traversante 3 mm 2 mm

+/- 0,5 mm +/- 0,5 mm

Ex7 La coque laisse l’accès au connecteur

Accès au connecteur Nombres de pièces complètement disjointes

Basculement Aucune

Ex8 La coque doit respecter les normes en vigueur

Normes 14000 Normes relatives à l’ergonomie

Ex9 : La coque doit être éco conçue

Matériaux peu impactants Toxicité Énergie consommée

- à l’extraction - et la mise en œuvre

Taux de recyclage

Minimale Minimale Maximal

Quantité de matière Uniformisation de la nature des matériaux

Minimale Maximale




Techniques de production : Nombre d’étapes de production Consommation d'énergie Production de déchets

Minimale Minimale Minimale

Système de distribution Emballages

Taux de recyclage Quantité

Modes de transport Énergie consommée Pollution

Maximal Minimale Minimale Minimale

Traitements en fin de vie : Désassemblage des constituants Taux de réutilisation des constituants Capacité " re-fabrication " ou remise à neuf Taux de recyclage des matériaux (facilité par le marquage des pièces) Incinération plus propre Rejets toxiques à l’incération

Facile Maximal Maximale Maximal Minimaux

DOCUMENT DT1 : Dimension du connecteur USB et de la mémoire.

Solution : coques avec 2 faces planes parallèles pour pourvoir être pincées par 2 doigts

Solution : un trou de largeur suffisante dans la coque




ANNEXES

NORMES

Norme : Une norme industrielle est un référentiel publié par un organisme de normalisation par exemple : Association française de normalisation (AFNOR), Comité européen de normalisation (CEN), Organisation internationale de normalisation (ISO),…. En France une norme n'est pas obligatoire sauf si un décret l'impose ; à ce titre par exemple, le respect des normes européennes et françaises est obligatoire pour les EPI (Equipements de Protection Individuel). Marquage CE: C’est un symbole qui relève de directives dites ‘nouvelle approche’. Cette nouvelle technique juridique impose des objectifs à atteindre en matière de sécurité des produits, et laisse aux fabricants les moyens de mettre en œuvre ces objectifs, sans leur imposer de procédés de fabrication particuliers. L’apposition du marquage CE sur les produits atteste que ceux-ci respectent les exigences essentielles de sécurité et environnementales. Déclaration CE de conformité : Le fabricant doit établir et signer une déclaration CE de conformité par laquelle il atteste que l’équipement de travail ou moyen de protection concerné est conforme aux règles techniques de procédure qui lui sont applicables. Cette déclaration CE de conformité doit être remise au preneur lors de la cession ou de la mise à disposition à quelque titre que ce soit d’un exemplaire d’équipement de travail…’’ (CT: Art R233-73). À partir du 1er janvier 1997, le seul mode de preuve de conformité reconnu sera le marquage CE (accompagné d'une déclaration CE de conformité).




PHASES DU MINI PROJET

Planning Numéro de semaine

Phase S1 S2 S3 S4

A Revue de projet 1

B Revue de projet 2

C

D Revue de projet 3

E

F Présentation

finale

Chaque case correspond à une séance de 2,25 heures




PHASE A ETUDE PRELIMINAIRE

1. A partir du cahier des charges fonctionnel de la clé USB existante compléter les

descriptions fonctionnelles en faisant apparaître sur les diagrammes les solutions techniques retenues par le constructeur satisfaisants les exigences.

2. Afin de ne pas être contrefacteur. Rechercher sur le site de l’INPI les brevets existants

relatifs à des solutions d’assemblages du bouchon sur le corps de la clé et dessins et modèles déposés, relatifs à des designs de clé USB.

3. Rechercher sur Internet les designs de clés existantes afin de trouver des idées.

4. Choisir un champ d’application du design parmi ceux proposés par la société Alliansys

(Robotique, Sport et Développement Durable) et esquisser plusieurs designs différents de clé (au minimum cinq). Une lecture attentive du tableau des exigences est recommandée.

5. Réaliser un choix argumenté d’un des designs esquissés.

Documents à fournir en fin de phase

Analyse complétée du produit existant sur les feuilles distribuées

Dans votre rapport de projet:

Résultats de la recherche en antériorité (dans la base de L’INPI) : -liste des brevets et classification dans le temps,

-présentation des dessins et modèles, jugés intéressants et à la base d’une inspiration (sans être contrefacteur).

Présentation des différents designs esquissés à main levée* (forme et couleur ) ou éventuellement dessiné sous solidworks. Exemple :

*le professeur pourra scanner vos cinq esquisses à condition qu’elles soient présentées sur une seule feuille A4.

Présentation de l’argumentaire du design retenu.

solution

solution




PHASE B

1. Répartir le travail de conception que chacun aura à faire pour la suite entre chaque membre de l’équipe de projet. Pour cela remplir le tableau suivant dans lequel chaque membre doit traiter certaines exigences en particulier.

Exigences à traiter

Membres de l’équipe

Ex1 Ex2 Ex3 Ex4 Ex5 Ex6 Ex7 Ex8 Ex9

Nom élève 1

Nom élève 2

Nom élève 3 Dans le cas particulier d’une équipe à deux élèves : l’élève 2 doit aussi réaliser le travail de l’élève 3 En rouge : sera traitée en phase D En résumé :

- L’élève 1 conçoit la coque. - L’élève 2 conçoit le bouchon. - L’élève 3 conçoit la liaison coque/bouchon.

2. Il s’agit de rechercher individuellement des solutions pour répondre à chacune des 9 exigences du cahier des charges. Pour cela il est nécessaire : - de lire attentivement le tableau des exigences (pages 12 à 14) - de s’appuyer sur l’analyse de la clé existante (réalisée en phase A) - de trouver au moins deux solutions assez différentes satisfaisant chaque exigence. - de lire les documents ressources destinés à vous guider

Le résultat de votre recherche sera présenté dans la fiche « solution constructive ». Vous remplirez une fiche par solution (donc deux au minimum)

Fiche solution constructive (exemple)




Ressources à consulter :

N° Ex Ex1 Ex2 Ex3 Ex4 Ex5 Ex6 Ex7 Ex8 Ex9

N° document ressource et intitulé

Res1 Conception

d’une Liaison encastrement Permanente

FICHE

RESSOURCE +

LIVRE CONSTRUCTION

MECANIQUE +BASE DE

CONNAISSANCE TPWORKS

Res2 Le

Design

Res3 Conception

d’une Liaison encastrement Temporaire

Res4 Res5 Norme de

préhension (recherche internet)

Res6 Pas de

ressource

Res7 Conception

d’un guidage en rotation

FICHE

RESSOURCE +

LIVRE CONSTRUCTION

MECANIQUE +BASE DE

CONNAISSANCE TPWORKS

Res8 Normes

Res9 Voir

synthèse faites en

cours cette

année

Ressource design : cnr cmao et technologie et formation




3. Il s’agit de comparer et critiquer en groupe chacune des deux solutions trouvées pour une même exigence. Puis d’en retenir une des deux. Pour l’exigence 7 on demande de comparer les deux solutions et choisir de l’une d’entre elles, en s’aidant du tableau de choix multicritère ci-dessous. Expliquer ensuite le choix qui sera fait.

La note pourra varier de 1 (note la plus

faible) à 3 (note la plus élevée)

Documents à fournir en fin de phase

Le tableau de répartition du travail de conception au sein de l’équipe complété.

Les fiches « solutions constructives » complétées.

Le tableau de comparaison des trois solutions satisfaisant l’exigence n°7 entièrement complété et les arguments expliquant la solution retenue.

Critères

Note pour la

solution 1

Note pour la

solution 2

Précision du guidage

Aptitude à résister aux efforts

Fiabilité

Faible encombrement

Esthétique

Faible coût

TOTAL




PHASE C

Modéliser sous SOLIDWORKS les pièces et le logo de la solution retenue.

Valider l’assemblage dans le modeleur volumique des différentes pièces créées.

(chaque élève travaille sur un élément précis du produit, en respectant les critères d’exigences du cahier des charges.)

Documents à fournir en fin de phase C

La maquette numérique assemblée.

Une vue éclatée de la clé.

PHASE D

1. Choisir un matériau et un procédé d’obtention à l’aide du logiciel CES Edupack.

Justifier que le choix du moulage par injection est possible si la société décide de produire la

clé en grande série.

2. Affiner les formes du produit en tenant compte de la matière, du procédé et de la résistance

mécanique (épaisseur mini). Une recherche d’information est nécessaire pour connaître

l’influence du procédé (le moulage par injection) sur les formes de la coque.

Documents à fournir en fin de phase D

Des captures d’écran du logiciel CES Edupack montrant une sélection de matériaux

plastiques possibles pour la coque de la clé.

Un compte rendu des modifications réalisées sur la maquette numérique pour tenir compte du procédé retenu : le moulage par injection




PHASE E

1 Éditer le dessin d’ensemble et les dessins de définition de chaque pièce de la nouvelle

clé.

2 Produire un rendu réaliste de la clé USB à l'aide du module PHOTO WORKS.

Différentes vues sont demandées mettant en évidence l’aspect et le fonctionnement

des parties mobiles.

3 Compléter la description fonctionnelle correspondant à votre solution.

Documents à fournir en fin de phase D

:

Des mises en plan sous solidworks au format A4 représentant :

o le dessin d’ensemble avec au minimum une vue en coupe et des vues en

perspective.

o le dessin de définition de chaque pièce entièrement coté.

Des vues photo réaliste en couleur.

Le diagramme des exigences complété avec vos solutions.

PHASE F

1. Préparer un diaporama avec le logiciel POWERPOINT (1 par groupe de projet).

2. Présenter les différents résultats de vos projets devant la classe.

Documents à fournir en fin de phase F

Le rapport de projet au format word ou Open office

Le diaporama au format powerpoint.