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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Sylvie Doré


PLAN DE COURS

Automne 2014
MEC626 : Prototypage rapide (3 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 66,7 % 33,3 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
S’initier aux procédés et systèmes de prototypage rapide et comprendre le rôle de ce dernier dans le développement rapide de produits.

Rôle d'un prototype dans le cadre du développement d'un produit. Procédés de prototypage rapide : stéréolithographie (SLA), frittage sélectif au laser (SLS), lamination (LOM), dépôt de matériel en fusion (FDM), etc.; procédés commerciaux et en développement. Équipements, matériaux, coûts reliés à l'utilisation. Considérations informatiques : modélisations surfacique et volumique, transfert de données et formats de fichiers, logiciels spécialisés. Outillage rapide : accélération de la conception et de la fabrication de l'outillage utilisé dans la mise en forme grâce aux procédés classiques : moulage par modèle perdu, moulage au sable, moulage par injection, injection plastique, moulage par transfert, lamination, etc.

Séances de laboratoire portant sur la veille technologique, la conception de règles guidant le choix d'un procédé; projet de conception de pièces et d'outillage.



Objectifs du cours

 

Objectifs généraux

 

Grâce à une veille informationnelle et à des conférences, les étudiants inscrits à ce cours acquerront non seulement des connaissances sur les procédés de fabrication additive mais développeront également les habiletés méthodologiques leur permettant de maintenir leurs connaissances à jour.  Par ailleurs, la fabrication d’un prototype les confrontera aux limitations de quelques procédés.  Ces connaissances seront investies dans la réalisation d’un outil d’aide à la décision qui leur permettra de formuler des recommandations quant au choix d’un procédé de fabrication additive pour la fabrication d’un prototype qui tienne compte de considérations multiples. Parmi ces considérations, mentionnons l’usage du prototype, les coûts, la précision requise, les délais, etc.

 

Objectifs spécifiques

 

À la fin du cours, l'étudiant devrait être en mesure de :

 

Qualité[1]

1. Recommander un procédé de fabrication additive qui tienne compte de l’usage du prototype et de contraintes telles le coût, les délais, la précision, etc. :

Q2

  • Énumérer les étapes du cycle de développement d'un produit et d’expliquer l’utilité et les caractéristiques des prototypes à chacune de ces étapes;

Q1

  • Effectuer une veille informationnelle :

Q12

  • identifier les sources d’information pertinentes et fiables liées au domaine de la fabrication additive;

Q12

  • définir des stratégies de recherche et de veille;

Q12

  • gérer les sources d’information avec un logiciel de gestion bibliographique (EndNote);

Q5-2

  • synthétiser l’information, la formuler et la présenter de façon claire et éthiquement valable;

Q7-1

  • formuler et recevoir une critique constructive;

Q7-4

  • Fabriquer un prototype en utilisant un procédé de fabrication additive :

Q2 et Q5

  • formuler un problème nécessitant la fabrication d’un prototype;

Q2-1

  • expliquer les différents formats de fichiers acceptés par les machines de fabrication additive et leurs limitations;

Q1

  • générer un modèle solide d’une pièce et de le transformer en fichier STL;

Q5-2

  • identifier les endroits où le prototype pourrait être fabriqué;

Q1

  • fixer les paramètres d’une machine de fabrication additive en fonction de l’application;

Q5-3

  • analyser le prototype fabriqué en termes de coût, précision, exactitude, fini de surface, etc.

Q2-4

  • formuler des recommandations sur l’utilisation du procédé de fabrication additive utilisé;

Q2-4

  • Comparer différents procédés de fabrication additive :

Q5

  • expliquer différents procédés de fabrication additive;

Q1

  • expliquer les facteurs limitant la précision, l’exactitude et le fini de surface d’un prototype;

Q1

  • déterminer les facteurs affectant le coût et les délais de fabrication à l’aide de la fabrication additive;

Q1

  • décrire comment les technologies de fabrication classique peuvent être combinées à des procédés de fabrication plus traditionnels afin de créer de l’outillage rapide;

Q1

  • élaborer des typologies et les utiliser pour classer les procédés de fabrication additive et d’outillage rapide;

Q5-3

  • Élaborer un outil d’aide à la décision;

Q5-4

2. Déterminer une stratégie d’apprentissage continue :

Q12

  • Dresser un bilan des apprentissages réalisés et des connaissances,  habiletés et attitudes à améliorer manquantes;

Q12-1

  • Proposer des stratégies pour combler les lacunes identifiées.

Q12-2


1] Les numéros dans la colonne « Qualité » font référence aux douze (12) qualités définies par le Bureau Canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG). Une définition des qualités se trouve sur le site web du cours. 




Stratégies pédagogiques

Le cours est structuré autour de cinq activités nécessitant la participation active des étudiants. Ces activités sont :

  • la veille informationnelle;
  • la fabrication d’un prototype;
  • l’outil d’aide à la décision;
  • l’étude de cas;
  • le bilan.

 

Bien qu’une partie des 5 heures de contact prévues par semaine prenne la forme d’un enseignement magistral ou de conférences, les étudiants seront régulièrement sollicités à participer activement à des discussions, à réaliser leurs travaux et à en présenter les résultats.

 

Outre les 5 heures de classe et de laboratoire, chaque étudiant doit fournir 4 heures de travail personnel ou en équipe par semaine.




Utilisation d’appareils électroniques

Lors des examens, seul l'usage de la calculatrice est permis.  




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 08:45 - 12:15 Activité de cours
Jeudi 08:30 - 10:30 Laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Sylvie Doré Activité de cours Sylvie.Dore@etsmtl.ca
01 Jean-Philip Rancourt Poulin Laboratoire Jean-Philip.Poulin@etsmtl.ca C-0131, 1000, rue St



Cours
Semaine Contenu
1 Présensation du plan de cours et introduction
2 Vidéo, présentation du projet de veille technologique
3 aperçu des procédés de fabrication additive et d'outillage rapide
4 Stéréolithographie 1
5 Stéréolithographie 2
Coûts, précision et exactitude
7 Critique constructive
8 Considérations informatiques
9 Analyse des critiques constructives; plan de rédaction du rapport final
10 Typologies et classification
11 Outil d'aide à la décision
12 Étude de cas
13 Présentation des projets

L’ordre du traitement du contenu est sujet à changement.




Laboratoires et travaux pratiques
Semaine Contenu
1 Visite du laboratoire de fabrication additive; organisation des espaces collaboratifs
2 Outils de veille technologique
3 Recherche et organisation de l'information
4 Rédaction du 1er rapport
5 Rétroingénierie
6 Examen intra
7 Outillage rapide
8 Fichiers STL, logiciels Insight et Zprint
9 Rédaction 2e rapport / Fabrication 
10 Fabrication de prototype / Fabrication
11 Rédaction 2e rapport / Fabrication / Présentation finale
12 Rédaction 2e rapport / Fabrication / Présentation finale

L’ordre du traitement du contenu est sujet à changement.




Utilisation d'outils d'ingénierie

- logiciel de conception assistée par ordinateur 3D (CATIA, Solidworks ou autre)

- logiciels Insight et Zprint




Évaluation
Travaux Remise Pondération
Veille   35 %

     1ère version du rapport      

     critique    

     2ième version du rapport

 

Voir calendrier sur le site web

10 %

 5 %

20 %

Fabrication d’un prototype    20 %

     rapport    

     présentation

 voir calendrier sur le site web

20 %

non notée

Outil d’aide à la décision à la fin de l'examen final 10 %
 
Examens    
Mi-session Séance de laboratoire no. 6 15 %
Final À déterminer 20 %



Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés à l’article 6.5.2 du Règlement des études, se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Une pénalité de 20% sera appliquée à chaque journée de retard pour la remise des travaux.




Absence à un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).

• Pour SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Infractions de nature académique
Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1er cycle » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Guichet-interactif/Citer-pas-plagier



Documentation obligatoire

Aucune




Ouvrages de références

Monographies

  • Bernard, A. et Thaillandier G. (1998) Le prototypage rapide. Paris : Hermès.
  • Gibson, I. (2005) Advanced manufacturing technology for medical applications: reverse engineering, software conversion, and rapid prototyping. Hoboken (N.J.): J. Wiley.
  • Gibson, I., Stucker, B. et al. (2010). Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing. Boston: Springer Science+Business Media.
  • Grimm, T. (2004) User’s Guide to Rapid Prototyping, Dearborn: Society of Manufacturing Engineers.
  • Hilton, P.D. et Jacobs, P.F. (2000) Rapid tooling: technologies and industrial applications. New York: M. Dekker.
  • Hopkinson, N., Hague, R. J. M. et al. (2006) Rapid manufacturing: an industrial revolution for the digital age. Chichester, England, John Wiley.
  • Jacobs, P.F. (1992) Rapid Prototyping and Manufacturing: Fundamentals of Stereolithography. Dearborn: Society of Manufacturing Engineers et New York: McGraw-Hill.
  • Jacobs, P.F. (1996) Stereolithography and other RP&M Technologies. Dearborn: Society of Manufacturing Engineers et New York: American Society of Mechanical Engineers.
  • Liou, F. W. (2008). Rapid prototyping and engineering applications: [ressource électronique] a toolbox for prototype development. Boca Raton, Flor., CRC Press/Taylor & Francis.
  • Noorani, R. (2006). Rapid Prototyping Principles and Applications. Hoboken, N.J.: Wiley.
  • Wohlers, T. T. (2012). Wohlers report 2012: Additive Manufacturing and 3D Printing State of the Industry: Annual Worldwide Progress Report.  Fort Collins, Col.: Wohlers Associates, 286 p.

Revues

  • Assembly Automation (Emerald Full Text)
  • Computer-Aided Design (Science Direct)
  • Integrated Manufacturing Systems (Emerald Full Text).
  • International Journal of Advanced Manufacturing Technology (Springer-Verlag/LINK).
  • Journal of Intelligent Manufacturing (Kluwer).
  • Rapid Prototyping Journal (Emerald Full Text).
  • TCT Magazine (www.tctmagazine.com)
  • Virtual and Physical Prototyping (Taylor & Francis)

Associations

Normes

  • ASTM (2012). Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies. West Conshohocken, Pa. F2792-12a: 3.
  • ASTM (2011). Standard Terminology for Additive Manufacturing - Coordinate Systems and Test Methodologies. West Conshohocken, PA. F2921-11: 13.
  • ASTM (2012). Standard Specification for Additive Manufacturing File Format (AMF) Version 1.1. West Conshohocken, PA. F2915-12: 15.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site web moodle: 

ena.etsmtl.ca 

mec626-A2014




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