06 · 2024/2025

Pelle jouet en plastique

De l'analyse à un produit moulable par injection : une pelle jouet solide, sûre et fabricable.

Pelle jouet en plastique

Rôle

Design technique et recherche sur les matériaux

Année

Novembre 2024 — Janvier 2025

Outils

SolidWorks · Science des matériaux · CAD

Contexte

Semestre 1, période 2. Le cours Design Engineering était centré sur la recherche et l'application d'aspects techniques et de durabilité des produits de consommation.

La mission

La mission consistait à concevoir et à développer techniquement une pelle jouet en plastique, en mettant l'accent sur la faisabilité de fabrication, le choix des matériaux et les charges mécaniques.

Le défi résidait dans le développement d'un produit qui :

  • Convient à la production en série par moulage par injection
  • Est suffisamment solide et durable pour une utilisation par des enfants
  • Résiste à diverses charges (flexion, impact, usure)
  • Répond aux normes de sécurité pour les jouets

De plus, le design devait être entièrement étayé par des analyses dans les domaines des matériaux, de la mécanique et de la production.


Le résultat

Le résultat final est un design entièrement développé d'une pelle jouet en plastique, comprenant un modèle 3D et une argumentation technique. Le design comprend notamment :

  • Une construction à paroi mince et moulable par injection avec des dépouilles et des congés
  • Une poignée ergonomique et des transitions fluides entre les pièces
  • Une forme résistant à divers scénarios d'utilisation
  • Un choix de matériau (ABS) offrant un bon équilibre entre résistance, ténacité et coût
Le développement dans SolidWorks, la science des matériaux et les mathématiques ainsi que la mécanique sont bons. Travaille souvent de manière autonome depuis chez elle.
Wido de Kruijf (enseignant IPO)

De plus, le design est étayé par

  • Une analyse des charges et des scénarios d'utilisation critiques
  • Un cahier des charges détaillé
  • Une recherche et une sélection de matériaux via EduPack
  • Un développement CAD dans SolidWorks incluant une analyse de dépouille

L'approche & mon rôle

J'ai réalisé ce projet de manière autonome, en suivant l'intégralité du processus de design technique. Mon approche consistait à :

  • Analyse de produits plastiques existants et des méthodes de production
  • Recherche sur les charges et les scénarios d'utilisation avec des enfants
  • Rédaction d'un cahier des charges
  • Réalisation d'une recherche et d'une sélection de matériaux à l'aide d'EduPack
  • Conception et modélisation de la pelle dans SolidWorks
  • Optimisation du design pour le moulage par injection (dépouille, congés, coque)
  • Vérification de la faisabilité par une analyse de dépouille

Mon rôle était entièrement responsable de

  • Développement technique du design
  • Choix des matériaux et argumentation
  • Modélisation CAD et validation
  • Traduction des exigences en un produit fabricable

Une réponse convaincante à la mission

Le résultat est une réponse convaincante à la mission car :

  • Le design est entièrement moulable par injection et adapté à la production en série
  • Les charges réalistes et l'utilisation par des enfants ont été pris en compte
  • Le choix des matériaux est étayé par des critères techniques et économiques
  • Le design répond aux exigences de sécurité et d'utilisation
  • Capacité à réaliser et à appliquer des analyses techniques dans le design
  • Capacité à développer un produit axé sur la faisabilité de fabrication
  • La science des matériaux peut être traduite en choix pratiques
  • Bonne maîtrise du CAD et de la validation de design
  • Capacité à développer de manière autonome un design technique de l'analyse au modèle final
Pelle jouet en plastique — 1
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Pelle jouet en plastique — 3
Berekenen van kritische gebruikscenario's door toepassing van mechanica
Pelle jouet en plastique — 5
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Pelle jouet en plastique — 2
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Pelle jouet en plastique — 4
Modeleren van een product rekening houdend met de productietechniek spuitgieten