Elaborer des matériaux

Niveau 1 :

-Suivre un protocole ou une norme
-Rendre compte du déroulement de l'élaboration et relever les éventuels écarts
-Respecter les règles HSE
-Identifier un matériau

Niveau 2 :

-Choisir le procédé d'élaboration

-Relier les propriétés du matériau à la mise en œuvre et à la composition
-Comprendre l'influence des dérives de l'application du protocole
-Identifier les possibilités de recyclage

Semestre 1 SAE 1.2: élaborer des matériaux.

Lors de cette SAE un système m'a été confié, il s'agissait d'une pompe à engrenages.

Pompe à engrenages montée

Pompe à engrenages démontée

J'ai dû démonter le système comme ci-dessus puis le remonter et vérifier que le poids correspondait bien au poids initial afin de s'assurer qu'il ne manquait pas de pièces.

Ensuite j'ai dû identifier le matériau utilisé et le procédé utilisé pour réaliser chacune des pièces. Il a fallu réaliser différents tests et beaucoup de recherches et s'appuyer sur les traces laissées sur les pièces pour déterminer le process de fabrication puis le matériau.

Exemple d'une pièce du système sur laquelle il y'a de grosses traces dû au process de fabrication.

On peut voir des marques (bandes) sur la largeur.

Semestre 2 : TP de RDM (Résistance des matériaux)

Lors de ce TP j'ai dû fabriquer une poutre en bois capable de résister au minimum à 200 N en flexion. Pour cela j'ai commencé par utiliser le logiciel rdm 7 afin de modéliser la poutre et l'effort maximal appliqué sur cette poutre avant rupture.

Ci-dessous toutes les contraintes :

Matériel limité

3 plaques de bois (30x20x1,5), 1 réglet, 2 serres joints, 1 étiquette, 1 pinceau, 2 martyrs de serrage + scies + cutter + pot de colle (à partager)

Temps de fabrication limité

Deux heures fabrication

24h minimum de séchage sous serre joint

Autres contraintes

Le bois ne doit pas être tordu ou plié

La poutre obtenue doit faire maximum 40 mm de large et impérativement 150 mm de longueur. Hauteur non limitée.

La section doit être constante au moins sur la moitié (75 mm) de la longueur.

La structure doit avoir une position d’équilibre stable sur les 2 appuis du banc d’essai (ne pas basculer sous l’effet d’une impulsion transversale)

Aucun temps et/ou matériel supplémentaire ne sera alloué même en cas d’erreur de manipulation.

La structure doit s’adapter au montage flexion 3 points fourni.

Voici l'allure de la poutre que j'ai décidé de fabriquer.

Avec le logiciel rdm7 j'ai obtenu une force maximale en flexion avant rupture d'environ de 2000 N et une masse de 11g sans colle.

Ensuite je l'ai testé en flexion :

Voici l'allure de la poutre après l'essai.

Cette poutre a résisté à une force de 2145 N soit 145 N de plus que la force attendue. En revanche la masse totale après collage et fabrication est de 30.2 g.

2 ème année :

Travaux pratiques de polymères :

Lors de ma deuxième année j'ai réalisé des travaux pratiques sur des polymères qui m'ont permis de choisir le procédé d'élaboration, relier les propriétés du matériau à la mise en œuvre et à la composition et comprendre l'influence des dérives de l'application du protocole.

J'ai dû réaliser trois éprouvettes de résine thermodurcissable, puis les faire réticuler selon 3 programmes de chauffe différents.

- Programme A : Placer la résine dans une étuve à 50 °C pendant 1 h
- Programme B : Placer la résine dans une étuve à 50 °C pendant 1 h, puis dans une étuve à 110 °C pendant 1 h.
- Programme C : Placer la résine dans une étuve à 110 °C pendant 1 h.

L'éprouvette A a été très souple, cela est dû au programme de chauffe. Elle avait donc une température de transition vitreuse inférieur à la température ambiante, je n'ai pas réalisé de test dessus à cause du matériel qui ne le permet pas.

Éprouvette C

Éprouvette B

Si l'éprouvette C a cet aspect c'est parce que le programme est mauvais, la réticulation de la résine n'est pas complète. On voit que l'éprouvette B est uniforme. Pour obtenir une résine avec les meilleures propriétés notamment mécaniques il faudra utiliser le programme B.

J'ai ensuite réalisé une analyse Kinetech pour déterminer la température de transition vitreuse de notre éprouvette.

Courbe obtenue avec l'éprouvette B

Pour la meilleure éprouvette on obtient donc une température de transition moyenne de 47 °C.