Éducation : le design produit enseigné au MIT grâce à l'impression 3D et la CAO
Richard Huizar a toujours aimé construire des objets. C’est pourquoi il s’est spécialisé en génie mécanique, et souhaite devenir concepteur de produits.
Dans le cours « Conception : objets et interactions » de l’Institut de Technologie du Massachusetts (MIT), Huizar apprend les compétences nécessaires pour atteindre son objectif. Ce cours porte à la fois sur les principes de la conception traditionnelle et les techniques de prototypage avancées pour encourager les étudiants à penser au-delà de leurs études.
Former les concepteurs de demain
Le cours « Conception : objets et interactions », qui fait partie du nouveau programme de conceptiondu MIT, encourage les étudiants de premier cycle à réfléchir à la conception de manière plus globale. Le programme utilise des technologies et outils modernes qui non seulement aident les étudiants à élargir leur vision, mais les inspirent pour créer des conceptions jusqu’alors impensables.
Les étudiants de premier cycle au MIT ont utilisé une technologie de prototypage avancée, notamment des imprimantes 3D SLA Form 2 pour tester et mettre en œuvre leurs conceptions. En savoir plus sur les applications de l’impression 3D dans l’enseignement..
« En concevant, vous devez vous projeter 30 ans dans l’avenir, et ne pas vous limiter au présent », disait Marcelo Coelho, co-enseignant du programme avec Jessica Rosenkrantz, cofondatrice et directrice créative chez Nervous System. « Nous formons les concepteurs de demain. »
Dans le cours « Conception : objets et interactions », une classe de 25 étudiants a utilisé :
- 4 imprimantes 3D Form 2
- 2 kits de finition
- 4 L de résine Claire
- 2 L de résine Flexible
Penser la conception en s’inspirant des technologies
Pour apprendre les compétences fondamentales des concepteurs modernes, on a demandé aux étudiants de créer un textile et un vêtement qui ne pouvaient être créés qu’avec l’impression 3D.
Inspirée par la structure alignée des cellules, Lucia Liu, étudiante en troisième année de génie mécanique au MIT, a codé un algorithme pour créer un motif similaire à celui d’une cellule.
Liu a utilisé la Form 2 pour prototyper à répétition le système de charnière dans son textile, qui a été conçu pour être le plus petit possible en raison des faibles tolérances et espacements autorisés par la Form 2. Elle a ensuite imprimé le textile en entier sous forme d’une seule pièce préassemblée.
Huizar, quant à lui, s’est inspiré de sa passion pour le football. Son objectif était de concevoir des crampons personnalisables, avec des pièces inférieures modifiables en fonction du style et des techniques du joueur.
Lorsque Huizar a utilisé la CAO pour la première fois, il ne savait pas vraiment comment sa conception ressortirait dans le produit final.
« En regardant la conception sur un ordinateur, on ne peut pas savoir comment elle s’ajustera à un pied », expliquait Huizar. « Une fois la pièce imprimée, je me suis mieux rendu compte et ai donc pu modifier la taille, la rigidité et l’épaisseur. La CAO ne permet pas cela. Il faut une représentation physique. »
Coelho expliquait que l’un des défis majeurs de ce programme était ce processus, celui de créer une CAO qui se traduira par un objet réel fonctionnel.
« Beaucoup d’étudiants réalisent des conceptions sans avoir la moindre idée de ce que ça peut donner en réalité : comment ça va se plier, ou comment les pièces s’assembleront pour former un seul objet », indiquait Coelho. « L’impression 3D du modèle physique incite les étudiants à créer des solutions utiles. C’est un retour à la réalité. »
Prototyper rapidement en classe
Huizar et Liu avaient tous deux déjà eu accès à des imprimantes 3D auparavant, mais n’avaient jamais vu d’imprimante 3D par stéréolithographie (SLA) et n’avaient donc jamais eu l’occasion d’utiliser cette technologie.
Liu en avait déjà profité grâce à un étudiant diplômé, qui a joué le rôle d’intermédiaire pour faire fonctionner l’imprimante 3D et imprimer ses conceptions.
« Au début, cette technologie me paraissait un peu intimidante parce que je ne m’en servais pas directement », témoignait Liu. « Mais maintenant que je maîtrise le processus, je la trouve très simple d’utilisation. »
Huizar a utilisé la Résine Claire de Formlabs pour imprimer la plupart des pièces inférieures de ses crampons, et la Flexible pour imprimer les pièces souples. La chaussure conçue se compose de trois couches : une couche supérieure solide fixée au matériau souple de fabrication du corps de la chaussure, une deuxième couche de pièces mobiles (les jonctions), et une partie inférieure qui bloque et fixe les pièces les unes aux autres pour qu’elles forment une seule pièce.
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« Grâce à la précision qu’offre la Form 2, j’ai pu créer des pièces qui s’enclenchent parfaitement ensemble », disait Huizar. « Si j’avais utilisé l’usinage ou le moulage par injection pour les fabriquer, j’aurais obtenu des pièces d’une précision comparable à celles imprimées en 3D. »
Gérer l’utilisation de l’imprimante 3D avec Dashboard
La gestion facile de la machine est un critère essentiel pour une intégration réussie des nouvelles technologies dans les classes et les laboratoires d’enseignement. Le Dashboard (tableau de bord) de Formlabs est conçu pour aider les utilisateurs et les administrateurs à gérer plusieurs imprimantes et consommables.
Le Dashboard de Formlabs est un outil basé sur le Cloud destiné à garantir une utilisation optimale de la machine. Le Dashboard surveille l’impression, envoie une notification lorsque l’impression est terminée, maintient un historique des impressions réalisées par l’équipe et surveille la consommation des matériaux pour faciliter le réapprovisionnement.
« Le Dashboard est super utile », expliquait Coelho. « Les étudiants savent quand l’impression est lancée, s’il y a eu des problèmes au cours de celle-ci et quand c’est leur tour d’imprimer. Cela rend la gestion de la machine plus facile. »
Préparer à l'avenir
Huizar et Liu sont convaincus que l’accès à l’impression 3D et d’autres technologies avancées les aidera à définir et à réussir dans leurs carrières.
« Nous ne devons pas avoir peur d’une technologie qui peut s’avérer être très utile pour notre vie professionnelle à venir », disait Liu. « Avoir accès à toujours plus de nouvelles technologies a rendu possibles des applications auxquelles je n’avais jamais pensé auparavant. »
« Les universités doivent préparer les étudiants pour l’avenir, non seulement en leur enseignant les technologies actuelles, mais également les opportunités futures qui s’en suivent », affirmait Huizar.
« On peut très bien avoir un diplôme en génie mécanique, connaître les méthodes de fabrication anciennes et modernes et les améliorer légèrement, ce qui est une très bonne chose. Mais pour générer des changements radicaux, il faut absolument révolutionner la technologie, par exemple inventer une nouvelle méthode de fabrication ou une nouvelle approche. Et le seul chemin qui mène à la réalisation de cet objectif est de pouvoir manipuler ces technologies. »
Webinaire : Encourager l’impression 3D dans l’enseignement
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