SEMINAIRE TECHNIQUE 21 octobre 2009

1. SEMINAIRE TECHNIQUE 21octobre 2009 JESSICA FRANCE Comment intégrer: design industriel et contraintes mécaniques dans le développement de vos boitiers électroniques

2. http://www.mecatronique.mines-ales.fr/ Plate-formemécatroniqueEcole des Mines d’Alès Pierre Couturier, Patrice Riou Tel 04 6 78 56 26, 04 66 78 56 27 JESSICA FRANCE Seminaire 21 octobre : Comment intégrer : design industriel et contraintes mécaniques dans le développement de vos boitiers électroniques

3. Plan • Introduction • Présentation de la Plate-forme mécatronique Alès-Nîmes • Quelques exemples de problématique (boîtier spécial, intégration de capteurs dans pièce mécanique) • Chaîne de conception mécanique pour le protypage • Conclusion

4. Introduction Développement de la mécatronique : Démarche visant l’ intégrationen synergie de la mécanique, l’électronique, l’automatique et l’informatique dans la conception et la fabrication d’un produit en vue d’augmenter et/ou d’optimiser sa fonctionnalité (Afnor NF E01-010). But à l’Ecole des Mines d’Alès: Répondre à des besoins (exprimés par des industriels, des créateurs d’entreprises, des élèves), pouvant nécessiter une approche pluridisciplinaire (mécanique/electronique/info. industrielle). 4

5. Missions de la plate-forme Mécatronique • Soutenir un enseignement de qualité au sein d’uneoption mécatronique. Encadrer lestravaux personnels d’élèvesdans ce domaine (missions de terrain, projets longs, études de cas, projets de fin d'étude, projets professionnels). • Accompagnerles entreprises des incubateurs régionauxet des Centres Européens d’Entreprises et d’Innovation. • Contribuer à l’action de l’Ecole en matière dedéveloppement économiqueau travers d’actions de recherche et de développement.

6. Plate-forme mécatronique Alès-Nîmes Projets R&D Projets elève Projets incubateur Prototypage Mesure physique Instrumentation Equipe mécatronique CMGD, LGI2P, DDE, 10 personnes Modélisation, Conception simulation Conception, Prototypage et Caractérisation de systèmes mécaniques /électroniques 6

7. Moyens et équipements de la plate-forme Modélisation, Conception, Simulation Catia (CAO), SymDesigner (analyse dynamique des solides), ANSYS (calcul par éléments finis) Orcad (CAO électronique), développement systèmes à microprocesseurs Amesim : Simulation multiphysique Matlab/Simulink : traitement de signal, identification, commande… Prototypage physique Catia (CFAO) Imprimante 3D+ équipement de coulée sous vide Machines outils à commande numérique (fraiseuse 5 axes) Atelier de circuits imprimés (possibilités de cartes CMS) Mesure et test Système d’acquisition et traitement des signaux (Labview, Matlab…) Machine à mesurer 3D (rétrofit) Laboratoire d’optique appliquée (PC, logiciels) 7

8. Option mécatronique Années scolaires 2007-2008: 19 élèves, 2008-2009: 12 élèves, 2009-2010: 18 élèves Exemples de sujets d’Etude de cas (120 h emploi du temps) kart électrique actionneur pour la rééducation, thermocycleur pousse-seringue mélangeur, plateau asservi caddy motorisé, banc de test génératrice Exemples de PFE (R&D, production, gestion de projet) Mecanique Sud (atelier mécatro), CNES (info. satellite), ICER (gestion de projet automatisation), CLIPSAL (contrôle production), MEDEX (gestion de projet gamme radiologie), NBS Technol (machine cartes à puces), AGCO SA (suspension cabine) 8

9. Innovup et Création d’entreprise • Accompagnement mécanique/éléctronique • Ohwell : boîte séquentielle robotisée • Idea2concept : stylo injecteur médical • Pitching Ball : lanceur de ballon • Janus : actionneur intelligent • @system : ruche intelligente • Barbarians : cadre VTT innovant • KIP : casque pour sportif • BodySens : matériel de suivi de paramètres physiologiques • Feel-tunes : banc de création musicale ergonomique et reconfigurable • Venteole : conception d’une éolienne à axe vertical. • Technov : conception de carrelage amovible • Réalisation/montage de cartes pour Bodysens, • Neocreativ, Nirva Tech, Ohwell, Deam, Cairpol, • Venteole, Feeltune, E-Secure Control.

10. Recherche & Développement (contrats industriels) • Projets 2007-2008 • Kemstream (LRI) : caractérisation et pilotage d’un évaporateur • Renault : définition des comportements des tôles destinées à l’emboutissage (traction large) • ACO étude d’un moule de pale d’éolienne • DHS : conception d’un banc de test des accéléromètres • Projets 2009-2010 • Gatech : conception d’une machine agricole automatisée • A2iPro: re-conception d’un clou chirurgical • Artes : déambulateur • Duhem : caractérisation de déformation de matelas mousse. • APPI capteur de surveillance moule de voussoirs

11. Projet d’élèves : Mise sous tension sécurisée témoin de présence Piècesréaliséessurimprimante 3D

12. Projet labo : Conception d’un collecteur de fraction 500x500x200 150 emplacements Guide Un collecteur de fraction est un appareil automatisé permettant de prélever des échantillons à intervalles réguliers d’une solution chimique. Rainure

13. Intégration des capteurs dans le guide Pièces réalisées sur I3D Electrovanne Fin de course Capteur IR Capteur effet Hall

14. Pièces usinées ou imprimées en 3D

15. Conception Optimale Quality function Design Analyse de la Valeur Méthode TRIZ Conception FAO CATIA Métrologie CAO CATIA Modélisation mécanique Simdesigner Fabrication Calculs Résistance ANSYS

16. Moyens de prototypage: Imprimante 3D: Invision SR résolution 0.1 (précision pièce) Couche 0.04 épaisseur Format A4 Hauteur 200mm +Coulée sous vide Fraiseuse 5 Axes UGV DMU40: Usinage 5 axes continu Capacité 400x400x300 Contrôle: Machine à mesurer 3D Prototypage 16

17. Prototypage Technology Technology Multi-Jet Modeling (MJM). Thermal material application, with UV-curing Maximum Model Size W298 x D185 x H203 mm Resolution 328 x 328 x 606 DPI (xyz) Modeler InVision® 3-D Modeler Materials Model material - VisiJet® SR 200 Support material - VisiJet® S100 Material Model Support VisiJet® SR 200 VisiJet® S100 Composition Acrylic plastic n/a Color White, blue or gray White Density @ 80 °C (ASTM D4164) 1.02 g/cm3 n/a Tensile Modulus (ASTM D638) 1772 MPa Tensile Strength (ASTM D638) 34 MPa 17

18. Plate-forme : l’offre pour les industriels • Formation d’ ingénieur entrepreneur • Stages d’élèves • Ouvrier : 7 semaines en période [juillet, aout] • Adjoint ingénieur : 13 semaines en période [mai, août] • Sujets d’études (projet long, créativité…) • 150 h entre [avril, mai] • Missions (3 élèves pendant 5 semaines) • Conseil en organisation (nov./dec.) • Création d’entreprises et activités nouvelles (janv./fev.) • Le produit et son marché (mars/avr.) • Créations de produits et services innovants (mai/juin) : pas en 2010 ! • PFE (17 semaines à partir de mars) • Projet Fin d’Etudes : 17 semaines en période [mars, septembre] • Actions R&D • Caractérisation de propriétés physiques de système. • Conception de systèmes mécanique/électronique. • Prototypage (usinage, I3D) 18