Projet : Concevoir une imprimante 3D en CPGE - PTSI PT

Ce projet s'inscrit dans les perspectives de développement actuelles des techniques de fabrication. En effet, la démocratisation de l'impression 3D bouleverse les règles de conception, et offre de nouvelles possibilités que l'on cherche encore à caractériser en détails.

Structuré sous forme d’îlot, Ce TP vise à faire concevoir et dimensionner des solutions techniques par les élèves. Pour cela, des documentations techniques, ainsi qu'un tableur de dimensionnement (évitant de trop longs calculs), leur sont proposés. Les élèves, répartis par groupes de 3, ont chacun un rôle focalisé sur une partie du système à concevoir : guidage, entrainement, information et énergie. De plus, chaque groupe conçoit un axe de l'imprimante 3D, ce qui impose une communication entre les groupes pour anticiper la structure globale de l'imprimante à concevoir.
Les solutions low-cost adoptées sur des modèles existants permettent aussi de critiquer les solutions utilisées pour en proposer des plus performantes. Au cours du TP, une attention particulière est portée aux points suivants : - analyse de systèmes existants, et des exigences du cahier des charges proposé - proposition de différentes solutions techniques et de critères de choix - sélection de la solution la plus adaptée en fonction de ces critères - dimensionnement de chaque solution choisie - dessin d'ensemble de l'axe d'imprimante conçu par chaque groupe en anticipant les procédés de fabrication à mettre en œuvre.

Compétences abordées :

L’ensemble des activités proposées permet d’aborder les compétences du référentiel CPGE PTSI PT:

A – Analyser

• A1.01 Décomposer une exigence en plusieurs exigences unitaires
• A1.02 Identifier des exigences de différents niveaux

E – Concevoir

• E1.01 Proposer une architecture fonctionnelle
• E1.02 Proposer une architecture structurelle
• E1.03 Intégrer des composants de la chaîne d'information ou de la chaîne d'énergie du système ou sous-système étudié
• E1.04 Proposer des solutions
• E2.01 Proposer et hiérarchiser des critères de choix
• E2.02 Choisir et justifier la solution technique
• E3.01 Dimensionner une solution technique (roulements, paliers, résistance mécanique, jeux….)

F – Réaliser

• F.09 Valider l'architecture fonctionnelle et structurelle
• F.10 Valider les choix des composants vis-à-vis des performances attendues