Modélisation de pièces à parois minces | Conseils pratiques de formation TriMech

SOLIDWORKS est le logiciel de CAO le plus utilisé dans les domaines de l'ingénierie mécanique et de la conception de produits. Savoir s'en servir efficacement est essentiel pour des millions de professionnels de la CAO. Les formations en présentiel proposées par TriMech constituent un excellent moyen d'apprendre rapidement à utiliser SOLIDWORKS.

Je vais vous guider tout au long du processus de modélisation d'une pièce à parois minces comportant une fonction de révolution. Plus précisément, un objet dont la plupart d'entre nous avons besoin au quotidien : une tasse à café en céramique ! Les outils et techniques présentés ici sont tirés des leçons de modélisation de pièces du cours SOLIDWORKS Essentials. La tasse à café s'inspire librement d'une de mes tasses en verre préférées, qui est pourtant totalement inadaptée aux boissons chaudes.

Points clés à retenir pour la modélisation de pièces à parois minces

Au cours de la modélisation de cette pièce, nous aborderons les points suivants :

• Ouvrir les croquis de profil
• Dimensions doublées
• Convertir les entités d'un croquis
• Fonctionnalités tournantes
• Fonctionnalités de Swept
• Caractéristiques de Thin
• Filets ronds
• Matériaux et aspects

Esquisses de profilés ouverts et cotes doublées

L'esquisse ci-dessous, créée sur le plan avant, est celle que nous allons utiliser pour créer le corps principal de la tasse à café. Les trois lignes de construction en pointillés ne seront pas extrudées pour créer un modèle 3D. Seules les trois lignes pleines et les deux congés d'esquisse qui les relient seront extrudés. Notez que la zone n'est pas ombrée, car les lignes de construction ne font pas partie du contour de l'esquisse. Il s'agit donc d'une esquisse à profil ouvert.

Esquisse de profil ouverte pour une pièce mince obtenue par rotation

Ces deux cotes correspondent à des cotes doublées. L'astuce pour les créer consiste à utiliser une ligne médiane (ou ligne de construction) comme référence pour la cote. À l'aide de l'outil « Cote intelligente », sélectionnez la ligne médiane et une autre entité (comme une ligne, un point, etc.). Avant de placer la cote, déplacez le curseur du côté opposé de la ligne médiane par rapport à l'autre entité. La cote sera automatiquement doublée.

Modélisation des éléments tournés et des éléments minces

Nous pouvons maintenant lancer la commande « Revolved Boss/Base ». Une fenêtre contextuelle s'affichera pour nous avertir que le profil d'esquisse est ouvert. Elle nous demandera si nous souhaitons que l'esquisse soit automatiquement fermée. Si nous sélectionnons « Oui », l'esquisse sera modifiée pour en faire un profil fermé. Si nous sélectionnons « Non », la section « Thin Feature » du Gestionnaire de propriétés s'activera.

Commençons par examiner les paramètres de toute fonction de révolution. La direction est définie par défaut sur « En aveugle » et « 360° », ce qui signifie que le contour sera mis en révolution autour d’un axe central. Si l’esquisse ne comporte qu’une seule ligne centrale, celle-ci sera automatiquement sélectionnée comme axe de révolution. S’il y a plusieurs lignes centrales ou de construction dans l’esquisse, comme c’est le cas ici, il faudra choisir celle que l’on souhaite utiliser.

Création d'une pièce par rotation pour une pièce à parois minces

Deuxièmement, examinons les commandes supplémentaires relatives à la fonction « Thin Feature ». Les bossages et les découpes extrudés peuvent utiliser la fonctionnalité « Thin Feature », que l'esquisse présente un profil ouvert ou fermé. Lorsque la section « Thin Feature » du Gestionnaire de propriétés est activée, les entités de l'esquisse se voient attribuer une épaisseur spécifiée lors de leur extrusion. Nous pouvons choisir d'ajouter cette épaisseur à l'un ou l'autre côté des entités, ou une valeur différente de chaque côté, ou encore sélectionner l'option « Plan médian » comme illustré ci-dessous.

Utilisation de la fonction « Convertir les entités » pour la base de modèles

Maintenant que nous avons obtenu la forme de la tasse avec une épaisseur de paroi de 6 mm, il est temps d'ajouter le fond. Nous allons le faire bien large, car personne n'a envie de renverser son café.

Nous allons créer un nouvel esquisse sur le plan supérieur. Nous voulons obtenir un cercle qui suive exactement le bord supérieur de la fonction de révolution. Sélectionnez le bord, puis cliquez sur « Convertir les entités » dans l'onglet « Esquisse » du Gestionnaire de commandes.

Utilisation de la commande « Convertir les entités » pour créer la base

Une nouvelle entité circulaire sera créée et projetée dans l'esquisse à partir de l'arête du modèle. Une relation d'esquisse « Sur l'arête » garantira qu'elle reste alignée avec l'arête à partir de laquelle elle a été créée. (Si vous sélectionnez une face à convertir, toutes ses arêtes seront projetées dans l'esquisse.) Cela garantit que si nous modifions le diamètre extérieur ultérieurement, la base s'adaptera en conséquence.

Nous pouvons maintenant créer un bossage extrudé. Nous lui attribuerons la même épaisseur de 6 mm que le bossage tourné. Utilisez la condition de fin « Plan médian » afin d'obtenir une extrusion de 3 mm au-dessus et en dessous du plan d'esquisse. Cela permettra d'éviter tout espace inattendu dans la géométrie dû au côté incliné de la coupelle.

Création d'un croquis de trajectoire pour une fonction de balayage

Nous avons besoin d'un croquis pour définir l'anse de la tasse. Comme l'anse doit être fixée à la paroi de la tasse, nous pouvons sélectionner « Sketch1 » dans l'arborescence des éléments, puis cliquer sur « Afficher » dans la barre d'outils contextuelle. Pour mieux mettre en évidence « Sketch1 », cliquez dessus avec le bouton droit de la souris dans l'arborescence et sélectionnez « Couleur du croquis » dans le menu contextuel. Choisissez une couleur, comme le magenta, qui ressortira mieux.

Le tracé de la trajectoire d'un balayage représenté en magenta

Nous pouvons maintenant créer une nouvelle esquisse sur le plan avant. Comme indiqué ci-dessus, elle sera composée d'une ligne horizontale, d'un arc, d'une autre ligne et d'un autre arc. Il s'agit là encore d'une esquisse de profil ouvert dont les extrémités supérieure et inférieure sont rattachées à des lignes de l'esquisse 1 via des relations de coïncidence. Des cotes et des relations géométriques peuvent ensuite être ajoutées pour définir complètement la forme de la poignée.

Extrusion d'une fonction balayée avec un profil circulaire

Le nouveau croquis correspondra au tracé d'un bossé par balayage. Lors de la création de ce type de feature, on prend un profil en coupe et on le fait balayer le long du tracé.

Le gestionnaire de propriétés de balayage propose deux options de profil : « Profil d'esquisse » et « Profil circulaire ». Dans les deux cas, il faut indiquer l'esquisse du tracé dans le champ correspondant.

Utilisation d'un profil circulaire pour une fonction balayée

Si nous voulons une section circulaire simple, il suffit d'indiquer la valeur du diamètre et de cliquer sur OK. Si nous voulons une autre section, nous devons d'abord créer un croquis de profil. Ici, nous voulons simplement un cercle de 1/2 pouce de diamètre, nous n'avons donc besoin que d'un seul croquis.

Création de congés de taille fixe

Nos fonctions basées sur des esquisses sont terminées, mais il nous faut des congés pour adoucir les arêtes vives. Nous avons besoin de deux fonctions de congé à taille constante, comme le montre la vue en coupe ci-dessous.

Chanfreins d'un quart et d'un demi-pouce sur le modèle

Des congés d'un demi-pouce de rayon sont ajoutés entre les deux arêtes où se rejoignent les bossages tournés et extrudés. Des congés d'un quart de pouce sont ajoutés aux deux arêtes où se rejoignent les bossages balayés et tournés.

Utilisation de filets arrondis pour les cotes automatiques

Il existe quatre types de chanfreins différents, avec de nombreuses options disponibles. Les chanfreins à largeur constante sont les plus courants. Les autres sont les chanfreins à largeur variable, les chanfreins en biseau et les chanfreins arrondis ; c'est ce dernier que nous utiliserons pour arrondir le bord et le fond de la tasse à café.

Un congé complet permet de remplacer une face plane par une face courbe sans avoir à saisir de cotes. Le Gestionnaire de propriétés propose des champs de sélection distincts pour la face centrale à remplacer et les faces situées de part et d'autre de celle-ci. En raison de la nature de l'outil, il n'est pas possible de créer plusieurs congés au sein d'une même feature. Ainsi, après avoir arrondi le bord de la coupelle, nous pouvons ajouter un autre congé pour arrondir la base.

Utilisation de filets arrondis pour adoucir une face plane

ASTUCE: si vous cliquez sur le bouton de droite immédiatement après avoir sélectionné un visage, le champ de sélection actif passera au suivant, ce qui vous évitera de déplacer la souris. Une fois la dernière sélection effectuée, cliquez à nouveau sur le bouton de droite pour terminer la commande.

Appliquer les propriétés du matériau à la tasse

D'un point de vue géométrique, la tasse est terminée. Mais nous pouvons encore attribuer des propriétés de matériau au modèle, ainsi qu'un aspect plus réaliste. Cliquez avec le bouton droit sur « Matériaux » dans l'arborescence pour faire apparaître la boîte de dialogue « Matériaux ». Parcourez la base de données pour trouver un matériau approprié, tel que « Céramique - Porcelaine ». Le nouveau matériau et le nouvel aspect seront attribués au modèle lorsque nous cliquerons sur le bouton « Appliquer ».

Appliquer un matériau au modèle

Modifier l'apparence pour affiner le style

Il existe de nombreuses façons d'ajouter des éléments et de personnaliser l'apparence d'un modèle. Dans ce cas précis, il suffit de donner à notre tasse une couleur plus attrayante. Cliquez sur « Modifier l'apparence » dans la barre d'outils Heads-Up, puis choisissez une couleur dans la palette et cliquez sur OK.

La tasse à café aux couleurs rouge SOLIDWORKS

J'ai choisi la couleur rouge SOLIDWORKS pour ma tasse à café. Pour désactiver l'affichage des arêtes noires, sélectionnez le style d'affichage « Shaded » dans la barre d'outils Heads-Up. 

Acquérir des compétences utiles en SOLIDWORKS

SOLIDWORKS permet de modéliser pratiquement toutes les pièces imaginables. La formation « SOLIDWORKS Essentials » vous fournit les outils et les techniques nécessaires à la modélisation d'un grand nombre de pièces. La formation « SOLIDWORKS Advanced Part Modeling » aborde des outils, des fonctionnalités et des options plus avancés, tandis que la formation « SOLIDWORKS Surface Modeling » s'appuie sur ces bases pour aller plus loin.

En suivant ces trois formations, vous serez en mesure de créer tout type de projet, du simple composant mécanique aux conceptions complexes d'aspect organique. Pour vous aider, nous vous proposons notamment notre « Passeport de formation SOLIDWORKS », qui vous permet de suivre toute une série de formations selon votre propre emploi du temps, à un coût inférieur à celui d'une inscription individuelle à chaque cours.

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