Modélisation 3D et représentation graphique
CAO, impression 3D, représentation graphique et simulation numérique.
Introduction
La modélisation 3D permet de concevoir, visualiser et tester un objet avant de le fabriquer. Au Brevet, tu dois connaître les principes de la CAO (Conception Assistée par Ordinateur), les différents types de représentation graphique, et comprendre le fonctionnement de l'impression 3D. La simulation numérique permet aussi de valider des choix techniques sans prototype physique.
Points clés à retenir
- CAO : logiciel de conception 3D (SolidWorks, FreeCAD, Onshape) pour modéliser des pièces et assemblages
- Les vues 2D : vue de face, de dessus, de droite (projection orthogonale) — représentation normalisée
- Perspective : vue 3D qui donne une impression de volume (cavalière ou isométrique)
- Impression 3D (FDM) : dépôt de matière fondue couche par couche à partir du modèle numérique (fichier STL)
- Simulation : tester numériquement la résistance, le mouvement ou le comportement thermique d'une pièce
- Cotation : indiquer les dimensions sur un dessin technique (cotes en mm, tolérances)
Formules essentielles
Modèle 3D (CAO) → Fichier STL → Trancheur (Slicer) → G-code → Impression 3DÉchelle = dimension sur le dessin / dimension réelle (ex : 1:2 = demi-taille)Épaisseur de couche en mm (0,1 mm = haute qualité, 0,3 mm = rapide)Calculable par le logiciel de CAO → permet d'estimer la masse (m = ρ × V)Exemples résolus
Un élève doit fabriquer un support de téléphone par impression 3D. Décrire les étapes de la conception à la fabrication.
1. Analyser le besoin et définir les dimensions (taille du téléphone, angle d'inclinaison). 2. Modéliser la pièce en 3D avec un logiciel de CAO (esquisses 2D → extrusion, perçage). 3. Exporter le fichier au format STL. 4. Importer dans le trancheur (Cura, PrusaSlicer) : choisir épaisseur de couche, remplissage, supports. 5. Générer le G-code et lancer l'impression 3D (matériau PLA, buse 0,4 mm). 6. Retirer les supports, poncer si nécessaire.
Un dessin technique d'une pièce est à l'échelle 2:1. La cote indiquée est de 60 mm. Quelle est la dimension réelle ?
Échelle 2:1 signifie que le dessin est 2 fois plus grand que la réalité. Dimension réelle = dimension dessin / échelle = 60 / 2 = 30 mm. Attention : on lit toujours la cote inscrite sur le dessin (qui indique la dimension réelle), pas la mesure sur le papier. Ici la cote 60 mm EST la dimension réelle, le dessin est juste agrandi pour plus de lisibilité.
Expliquer l'intérêt de la simulation numérique avant la fabrication d'une pièce mécanique.
La simulation numérique permet de : 1. Tester la résistance mécanique (contraintes, déformations) sans fabriquer de prototype → gain de temps et d'argent. 2. Optimiser la forme et la quantité de matière (allègement). 3. Vérifier le bon fonctionnement d'un assemblage (détection de collisions, jeux). 4. Réduire les déchets en évitant les prototypes ratés. Limite : la simulation dépend de la qualité du modèle et des paramètres choisis.
Erreurs fréquentes à éviter
- ✗Confondre vue de face, de dessus et de droite dans une projection orthogonale
- ✗Oublier que les cotes sur un dessin technique indiquent les dimensions RÉELLES, pas celles du dessin
- ✗Penser que l'impression 3D peut tout fabriquer (limitée en matériaux, résistance et précision)
- ✗Ne pas prendre en compte les supports et le sens d'impression en 3D (affecte la résistance)
