ARTheque - STEF - ENS Cachan | Arrêté du 15 juillet 1994

26

1

~8.0. N°II 1 SEPT. 1994

ÉnlDE DES CONS1RUcnONS

ÉnlDE DES SYSTÈMES

TECHNIQUES INDUSTRIELS

(P~EMIÈRE

Er TERMINALE

ST/, SPÉCIAliTÉ GÉNIE

MECANIQUE, OPTION F: MICROTECHNIQUESj

A.du 15-7-1994. JO du 25 et 26-7-1994 NOR: MENL9401299A

RLR:524-9 MEN-OLe A3

VII/I'codl'de/'ellseigllelllelll teclllliqlll':O. 11°86-376 dll 7-3-/986 .. 0.11°92-57 dll/7-/-/992 1II0d. 0.11°76-/304 du28-/2-/976 : 0.11°93-/093 dll/5-9-/993: A. du/7-/-/992 mod.: A.dll

/7-/-/9921110d.:A.dll/7-/-/9921110d.:A.du/0-7-/9921110d.:A.dll/5-9-/993:A. dll/7-3-/994: ovisdll CNP: (II·i.l'de/o CPC cOlllpétellll': (IIÙdll CSEdu20-6-dll/7-3-/994:

Article 1- L'aJTêtédu10juillet1992modifié, susvisé, définissant les programmes d'enseignement des classes de première et terminale des lycées conduisant au bac-calauréat technologique de la série: Sciences et technologies industrielles (ST/), est modifié comme suit.

Le programme d'enseignement obligatoire en : . Etude des constructions,

. Etude des systèmes techniques industriels,

est remplacé, pour sa partie spécifiqueàl'option Microtechnique de la spécialité Génie mécanique, par le prograJnme d'enseignement fixé en annexe du présent ar-rêté.

Ce nouveau programme, annexé au présent arrêté, vise les matières "Construction microtechniques" et "Productique microtechniques".

Article 2 - Les dispositions du présent arrêté entrent en vigueuràcompter: de la rentrée de l'année scolaire1994-1995,en cequi concerne la classe de première; de la rentrée de l'année scolaire1995-1996,en ce qui concerne la classe terminale. Article 3 - Le directeur des lycées et collèges est chargé de l'exécution du présent arrêté.

FaitàParis, le 15 juillet 1994 Pour le ministre et par délégation, Le directeur des lycées et collèges Christian FORESTIER

.-IkOGRAMME 1Y..-B.O.

N°II 1 SEPT. 1994

Annexe

A •ÉTUDE DES CONSTRUCTIONS

A.3 • CONSTRucnON

(programme complémentaire: construction microtechniques)

27

A •ObiectHs

du programme complémentaire de construction (construdion

microtechniques)

Leprogramme complémentaire permet l'adéquation des programmes généraux de mécanique et de constlUction aux programmes de microtechniques.

Lacohérence et la progressivité des apprentissages imposent:

- que les programmes généraux et complémentaires de mécanique et de construction soient en-seignés par le même professeur;

- que ces programmes soient développés en étroite collaboration avec les professeurs de micro-techniques (appareillage, préparation et production).

S'appuyant sur l'étude générale des constructions et de la mécanique, l'enseignement de la construction des appareils microtechniques permet d'aborder les problèmes liés à la miniaturi-sation des systèmes techniques. Lors de l'analyse des solutions industrielles, l'accent sera mis tout paJ1iculièrement sur les solutions constructives spécifiques aux systèmes microtechniques. Le développement des différents chapitres qui figurent aux programmes tiendra compte des be-soins spécifiques des microtechniques. Ce souci implique le choix attentif des supports d'ensei-gnement, pour la construction comme pour la mécanique, qui pennettront de mettre en évidence les solutionsàprivilégier.

B •

Programme

(et compétences intennédiaires attendues).

PROGRAMME COMPÉTENCES AnENDUES

1- ETUDE DES FONCTIONS

Alimenteren énergie: - Ressons.

Capter ou détecter: - Pression;

- Déplacement: codeur incrémentaI; - Température...

Actionner, transformer: - Micro moteurs (pasàpàs,à

courant continu ...)

- Etude de quelques dispositifs de transformation de mouvement (engrenages, leviers, cames...).

Déterminer par le calcul des dimensions et implanter

Implamer un capteur déterminé dans un appareil microtechnique.

Choisir dans un catalogueàparth· de critères mécaniques et implanter.

Décrire, calculer les relations cinématiques et implanter dans un appareil

28

1 y"B.O. N°ll 1 SEPT. 1994

1,1kOGRAMME

Transmettre: - Transmissions mécaniques (accouplements permanents ou commandés, entrruneurs

unidireclionJlels, limiteurs d'efforts...). - Transmissions électriques.

- Transmissions optiques (miroirs, lentilles, fibres ... ).

- Connexions (électriques, optiques...). Réguler: - Inertie. - Freins,... Mémoriser: - Mémorisation mécanique. Isoler:

- Etanchéité des liaisons et des boîtiers. 1

-Isolation électrique, thermique, acoustique...

2-STRUCTURE DES APPAREILS

2-1- Architecture des produits microtechnigues: - Eléments porteurs, cages, boîtiers... 2-2- Etude des liaisons spécifigues : - Conception el guidage des mobiles. - Adaptation aux efforts extérieurs (humains) des caractéristiques

inlernes du mécanisme: limiteur d'effort. - Liaison encastrement: chas age, collage, rivetage.

3- DÉFINITION DU PRODUIT

3-1- Conception des pièces:

-Incidences des exigences fonctionnelles - Incidences des procédés

d'obtention (découpage, pliage, emboutissage, moulage...). - 1ncidences des procédés d'assemblage (rivetage, agrafage, collage, soudage,...).

Choisir le dispositif agencer et implanter un composant de transmissioll.

Agencer et implanter ces cOlIStitl/ants. idem

idem

Construire à partird'un schéma lin dispositifde régulation.

Identifier lafonction mémoire et les éléments qui la réalisent. Tral1.\poserà un dispositif similaire,

Implanter des composants. Choisir des matériaux.

Analyser un mécanisme et construire le schéma cinématique ou technologique correspondant.

Construire les éléments pOf1eurs pour guider et implalller les mobiles dans un encombrernent minimal.

Réaliser la cotation fonctionnelle d'un ensemble.

3-2- Dessin de définition:

- Règles et principe de représentation. - Définition géométrique.

- Cotation dimensionnelle. - Tolérancement dimensionnel et géométrique.

- Modes de tolérancement : - éléments isolés (principe de l'indépendance, principe de l'enveloppe), - éléments associés, - pièces souples. - Etats de surface.

~OGRAMME

1y;,B.O. 1 N° Il 1 SEPT. 1994

Etablir un dessin de définition de produit finiàpartir du dessin d'ensemble et des

spécificationsfonctionllelles.

29

C•

Aspects méthodologiques

Voir programme général. (B.D. numéro hors série du 24 sep-tembre 1992, TOME[JJ,Brochure 4)

D • Compétencesgénérales attencIues

1-

ETUDE DES FONCTIONS

A partir notamment:

- de tout ou partie du cahier des charges fonctionnel d'un appareil microtechnique ; - d'une représentation de l'organisation fonctionnelle de la chaîne cinématique ; - des dessins relatifsàune des fonctions de l'appareil;

- d'une documentation relative à des composants et constituants industriels. l'élève doit être capable de :

Choisir les composants satisfaisant aux conditions du cahier des charges fonctionnel pour une fonction considérée(ycompris par le calcul) ;

Dessiner une solution d'intégration dans l'appareil microtechnique.

2-

STRUCTURE DES APPAREILS

A partir notamment:

- d'un ensemble de plans d'un appareil microtechnique; - de la documentation du constructeur;

- des contraintes technico-économiques. l'élève doit être capable de:

Identifier l'organisation fonctionnelle et les constituants modulaires; Réaliser le schéma cinématique ou technologique;

Dessiner une solution constructive.

3-

DÉFINmoN DU PRODUIT

A partir notamment:

- du dessin de projet d'un ensemble ou sous ensemble d'un dispositif microtechnique; - de tout ou partie du cahier des charges fonctionnel;

- des caractéristiques des éléments participantàla réalisation d'une fonction (procédés de réali-sation ou d'assemblage, conditions de fonctionnement ou d'utiliréali-sation, éventuellement des

ré-30

I

~B.O' N°II 1 SEPT. 1994

1,.fkOGRAMME

sultats d'une analyse de la valeur) ; - d'extraits de nomles.

l'élève doit être capable de :

Etablir le dessin de définition d'un élément en y portant: d'une part le spécifications dimen-sionnelles déduites des conditions fonctionnelles de jeux et serrages, d'autre part les spécifica-tion géométriques (non chiffrées) et d'état de surface déduite des condispécifica-tions foncspécifica-tionnelles.

E •

Spécification des niveaux d'acquisition

Afin de préciser le niveau des différentes questions à traiter dans le programme, en relation avec les compétences attendues, le tableau ci-après spécifie les niveaux d'acquisition à atteindreàl' is-sue de la classe de terminale.

Il doit pennetlre de guider le professeur dans le développement de son enseignement. A chaque point du programme est associé un niveau de 1à 4 correspondant au code suivant:

DESCRIPTION INTITULl NIVEAU

Vue d'ensemble d'un ujet

Les réalités sont montrées de manière niveaud'infonnation 1

globale ou partielle.

Acquisition de moyens d'expression niveaud'expression 2

et de communication.

Maîlrisedeprocédéseld'oulil. niveau demaîtrise d'outils 3

tilisation de règles el de principes.

Maîtrise d'une méthodologie niveau demaîtrise

Poser, résoudre des problème méthodologique 4

en autonomie.

1 2 3 4

1 - Etude des fonctions V

2 - Structure des appareils

2.1 - Architecture des produils microtechniques V

2.2 - Etude des liaisons spéci fiques V

3 - Définition du produit

3.1 - Conception des pièces V

.-IROGRAMME 1

~B.O.

1 N°tl 1 SEPT. 1994

31

F·Com...lres

L'enveloppe horaire de l'enseignement des microtechniques oblige le professeur de construction à renforcer sa colJaboration avec les professeurs de microtechniques, de façon à s'assurer que le programme est intégralement traité et sans redondance. En particulier, lorsque cela est possible, il estjudicieux de procéder à l'analyse fonctionnelle des appareils microtechniques en construction avant de les étudier en travaux pratiques de la partie 82 (Productique-microtechniques). L'enseignement de la construction mécanique se fera à partir de support microtechniques per-mettant d' aborder de manière homogène les parties générale et complémentaire du programme.La

partie spécifique au programme complémentaire de construction et mécanique doit ainsi corres-pondre à une enveloppe horaire d'environ un tiers du temps con acré à la construction mécanique.

CHANGEMENTS INTERVENUS PAR RAPPORT AU PROGRAMMES DE 1992 :

Les points suivants sont supprimés du programme d' appareiIJageet seront intégralement traités en construction:

1- Dispositifs micro mécaniques de transformation de mouvement. Leviers: conception, guidage, résistance aux déformations. Cames: conception, guidage.

Rouages: conception, guidage, calcul de la raison d'un train d'engrenages. 2 - Dispositifs micro mécaniques de transmission.

Accouplements: construction, effort tran mi .

Systèmes à friction: modélisation, description des efforts. 3 - Cages, boîtiers. bâtis: description, conception, cotation.

Suite à la modification du programme de microtechniques, les points suivants seront traités en construction: Compétitivité des produits industriels, qualité (définiLÎon, nonnalisaLÎon).

COMMENTAIRES SUR LES CONTENUS:

Chapitre 1. Etude des fonctions.

Cette partie du programme invite particulièrement à étudier des systèmes pluritechnologiques. Un développement judicieux et cohérent impl ique une liaison très étroite entre le cours et les tra-vaux pratique (chapitre 1 : étude des appareils microtechniques).

C'e t à partir d'études de cas que certains aspects de la construction microtechniques, abordés par ailleurs, eront approfondis. Par exemple il est souhaitable de conduire l'étude des ressorts en liaison avec le cours de résistance des matériaux.

Pour mettre les élèves en mesure d'aborder correctement le problème des 1iaisons élastiques, l'ac-cent sera mis sur le rapport effort / déformaLÎon notamment.

L'enseignement de la mécanique et celui de la construction sont dispensés par le même profes-seur ce qui permet la cohérence de ce travail.

Chapitre 2. Structure des appareils.

Deux points de ce chapitre sont particulièrement importants: la construction modulaire et la mi-niaturisation. L'enseignement sera construit à partir d'exemples industriels caractéristiques des microtechniques.

L'étude du rapport de transmission dans les cascades d'engrenages sera menée de manière à per-mettre l'application en travaux pratiques d'appareillage.

32

1 5&.·0. 1 {JkOGRAMME N° 11 1 SEPT. 1994

Chapitre3.Définition du produit.

Ladétermination des volumes élémentaires constituant les pièces nécessite la prise en compted'un certain nombre de facteurs notamment des procédés d'obtention et d'assemblage. TI esl indispen-sable que les élèves puissent faire appelàdes données acquises en travaux pratiques de fabrication.

Laliai on avec les activités de réalisation et de contrôle doit faciliter l'approche des problèmes de définition de produit. L'objectif est d'aboutiràdes documents rigoureux, réalistes et respectant la normalisation.

• • DUDE DES SYSTÈMES TECHNIQUES INDUSTRIELS

1.2. PRODUCIIQUE MICROIIalNIQUES

A·

OIaiectHs

du

progIGl...cie productique ..

icrotechn...

Laproductique microtechniques désigne les méthodes et techniques d'analyse et de réalisation d'objets de très petites dimensions.

Les objets microtechniques produits par l'industrie sont caractérisés par la pluritechnologie. Ils exploitent indifféremment et souvent en même temps, des solutions mécaniques, électriques, électroniques, optiques, acoustiques. TIs peuvent être entièrement autonomes, répondant ainsià un besoin identifié, ou être composant ou constituant d'ensembles complexes.

Leur industrialisation met en œuvre des méthodes, moyens, procédés et processus nécessitent la maîtrise de microphénomènes et de micro-opérations.

L'enseignement de la productique microtechniques, qui s'inscrit dans le prolongement de l'op-tion de Technologie des Systèmes Automatisés de la classe de seconde, a pour objet de faire ac-quérir les connaissances, méthodes et techniques permettant de:

- comprendre le fonctionnement des appareils microtechniques ;

- identi fier les phénomènes mi en jeu, tant dans l'appareil que dans son environnement; - analyser les solutions technologiques et leur agencement en tenant compte des contraintes éco-nomiques et techniques propres aux microtechniques ;

-lire et décoder les documents du bureau des méthodes ; - établir des documents de fabrication;

- mettre en œuvre les procédés de fabrication, montage, contrôle et réglage des appareils micro-techniques ;

- identifier les conditions de la compétitivité des produits et des procédés microtechniques.

1 •

Programme

(et

compétences intennédiaires

allenclues).

l-lfS APPAREILS M1CROTECHNIQUES.

Laconstruction et la fabrication d'appareils microtechniques nécessitent d'avoir recours fré-quemmentàl'analyse méthodique des appareiIs existants.

Cette acti vité d'analyse a pour objet d'amener l'élèveàutiliser une méthodologie et des connais-sances nécessairesàla compréhension du fonctionnement, de la conception, de la fabrication, de la mise en œuvre et de la maintenance des objets et systèmes microtechniques.

Elle vise aussiàfaire acquérir aux élèves les savoir-faire de base nécessairesàdes opérations de contrôle de conformité, de montage, réglage et mise en route des appareils microtechniques. AI'étude de ces appareils sont associées des interventions spécifiques nécessitant un environne-ment de travail adapté(sallesgrises).

PROGRAMME

1.1 - Les constituants, étude fonctionnelle

JJROGRAMME 1%-B.O. 1 N°ll 1 SEPT. 1994 COMPÉTENCES AnENDUES (Identifierlesfonctions)

33

Alimenter en énergie: - Piles, accumulateurs - Cellules solaires Capter ou détecter:

- Pression, température, déplacement; - Vitesse, accélération.

Actionner, transformer: - Micro-moteurs (pasàpas,à

courant continu, synchrone...).

- Dispositifs électromécaniques, électromagnétiques, électroniques, piézo-électriques. Transmettre: - Transmissions électriques. - Transmissions optiques

- Connexions (électriques, optiques...).

Réguler: - Echappement; - Dispositifsà inertie. Afficher: - Afficheurs analogiques; - Afficheurs numériques. Mémoriser: - Procédés analogiques ; - Procédés numériques. Isoler: - Isolation électrique;

- Isolation thermique, acoustique, magnétique, optique.

Différencier les principaux types de composants de chaque catégorie, comparer leurs performances et identifier leurs domaines d'applications.

Identifier un capteur, décrire les principes physiques mis en œuvre, justifier son utilisation dans une application microtechnique. Caractériser ses performances

Enoncer le principe de fonctionnement. Caractériser les perfomumces.

Associer les élements de commande et de protection éventuelles.

Enoncer le principe de fonctionnement. Caractériser les performances, et citer les domaines d'application.

Justifier le procédé, le support de transmission, lesformes et le choix des matériaux. (pa r rapport aux phénomènes physiques mis en œuvre, aux moyens de fabrication, àla maintenance,... )

Enoncer le principe physique et expliquer lefonctionnement. Caractériser les performances, justifier le choix dans l'application.

Décrire les technologies employées et les conditions de mise en œuvre.

Décrire les technologies employées et les conditions de mise en œuvre.

Identifier le rôle d'un dispositifd'isolation. Utiliser les normes et règlements.

34

I

~B.O' 011 1 SEPT. 1994

I·AOGRAMME

1.2 - Mesures et contrôles

1.2.1 - Procédures et moyens de mesurage Principes généraux:

- mesurage d'une grandeur (unités, principes de mesures) ; - propriétés des instruments (sensibilité, fidélité, ...).

Mise en œuvre des moyens de mesure: - mesure des grandeurs mécaniques (longueurs, masses, forces, pression, débit, température, vitesse...) ; - mesure des gnmdeurs électriques (intensité, tension, fréquence, résistance, capacité, puissance).

1.2.2 - Contrôles des appareils microtechniques

1.3 - Assemblage et montage 1.3.1 - Préparation des pièces et du poste de travail: - ébavurage; - nettoyage;

- préparation des moyens manuels et automatisés.

1.3.2 - Miseen œuvredumontage: - posages spécifiques (aiguilles, crapaudines, pierres, ressorts,

roulements, composants électroniques) ; - assemblages mécaniques (insertion, collage, soudage, rivetage, vissage, chassage, clipsage, freinage, ...); - nettoyage,lubrification, protection. 1.3.3 - Montage de composants électroniques Montage manuel et automatisé:

- de composants à broches; - de composants de surface.

(domaine des savoirs et savoirjaire)

Identifier la grandeuràmesurer, estimer l'ordre de grandeur de l'unité de mesure. Choisir l'instrument de mesure ou de contrôle et la procédureàmettre en œuvre. Effectuer des mesures simples selon des procédures données, établir un compte rendu de mesure.

Choisir et Illettre en œuvre des procédures de contrôle de conformité,àpartir de procédures normalisées et lou des réglementations. (domaine des savoirs et savoir-faire)

Préparer et organiser le poste de travail. Réaliserles opératiollS préalables.

Rédiger une gamme de montage. Réaliser les opérations de posage et d 'assemblage en série.

Procéder al/x diverses opératiollS dans le respect des règles d'hygiène et de séCl/rité.

Réaliser le lIlontage et les contrôles de conformité et de qI/alité (travaux de série).

dkOGRAMME 1%-B.O. N° 11 1 SEPT. 1994

35

1.4 -Mise en service Procédures et réglementation Documentation

2 -

LA COMPÉTTTMTÉ

2.1 - L'entreprise industrielle de production Etude structurelle et fonctionnelle

de l'entreprise:

- L'entreprise, système de production de biens et de services.

2.2 - La démarche gualité

2.2.1 - Les conséquences de la non-qualité Défaillances intemes

(rebuts, retouches, réparations). Défai lIances extemes

(garantie, retours, pénalités pour retard). 2.2.2 - La gestion de la qualité (NFXSO-IIO-I22) Outils et Technique: - diagramme causes-effet; - histogrammes; - principe de Pareto. 2.3 - Gestion de la production La fonction production, les types de production

Gestion planifiée sur prévision commerciale (type MRP2) :

- planification (plan de production, programme directeur de production); - calcul des besoins, nomenclatures; - calcul des charges;

- ordonnancement, lancement et suivi

(domaine des savoirs et savoirjaire) Exploiter une procédure de mise en service. Rédiger un compte rendu d'essai.

Rédiger une notice d'utilisation et d'enlretien pour un appareil simple.

Décrire les principaux services et leurs fonct ions (g ronde el1lreprise).

Définir le concepT de non qualité et donner des exemples(UIIou deux).

Lire etinTeqJréter un diagramme simple de cause - effet. ConsTruireUll

histogramme. Interpréter un diagramme de Pareto.

Citer un exemple de production continue, de prodUCTion discontinue

Décrire les principales étapes d'une gestion planifiée et simuler une application

àpartir des études de temps réalisées

àl'atelier ( cf3.2.2).

Gestion par la demande (type 'justeàtemps") Enoncer les principes.

36

1

~B.O.

1,1kOGRAMME

N°]] ] SEPT. 1994 2.4 -Lanonnalisation

Objectif de la nonnalisation en production: - Lastandardisation (famille de pièces, de procédés, de procédures).

- Lacertification des entreprises (nonnes ISO 9000... , ...).

3 -LA PRODUCTION

3.1- Préparation

Citer les objets delastandardisation, Les principes de classification enfamilles, le rôle de la certification des entreprises.

3.1.1 - Connaissances des procédés d'obtention, outi liages et machi nes associées

Découpage:

- mécanique par outil progressif ( à suivre), et combiné (suisse); Cambrage Moulage métallique: - gravité; - sous pression; - cire perdue; Frittage

Moulage des plastiques: - injection des themlOplastiques, - compression des thermodurcissables, - autres procédés (transfert, soufflage, ...), - matériaux composites.

Usinage: - décolletage

(T.T.R., poupée fixe ou mobile), - machines-outils (numérisées ou non) ; - chimique et électrochimique; -laser.

Électroérosion (enfonçage et fil). Procédés de finition:

- rectification,

- traitements de surfaces (revêtements, anodisation, ...).

Décrire le procédé, les caractéristiques des pièces obtenues, le domaine d'empLoi, Les capacités de production.

.-fkOGRAMME 1%-B.O.

N° 11 1 SEPT. 1994

3.1.2 - Etude de fabrication associée aux procédés d'obtention

37

Chronologie des opérations. Dans les domaines de l'injection plastique,

du découpage - cambrage, de l'usinageà

l'outil coupant:

Etablissement des documents de fabrication. - interpréter un dossier de fabrication;

- identifier les éléments caractéristiques d'un outillage (étudefonctionnelle de la zone pièce et de la liaison machine, étude structurelle des éléments standards et corifectionnés)

- participeràla conception d'un outillage simple.

Dans le domaine de l'usinageàl'outil coupant: élaborer une gamme opérationnelle et un contrat de phase prévisionnel.

Fabrication assistée par ordinateur

3.2 - Réalisation

Mettre en œuvre un logiciel d'assistanceà

la programmation pour établir un programme (fichier de définition étant donné)

3.2.1 - Mise en œuvre des moyens de production Presses de découpage mécanique.

Presses à injecter les matières plastiques.

Machines d'usinage: - conventionnelles, - de décolletage,

- àcommande numérique.

Machine d'électroérosion d'enfonçageetàfil. Equipement de finition des pièces:

- préparation des pièces (ébavurage, nettoyage, ...)

Effectuer les opérations de réglage Réaliser lafabrication dans les délais et dans le respect des règles d'hygiène et de sécurité.

38

1

5&.·0.

1,110GRAMME

N° 11 1 SEPT. 1994

3.2.2 - L'analyse des temps en production Identification des temps:

- Temps productifs de valeur ajoutée. - Temps non-productifs de valeur ajoutée mais nécessaires

(changement d'outillages, réglages, ...). - Temps improductifs

(attentes, transferts, ...).

Identifier et classer les différents types de temps (notamment au cours des activités sur productions stabilisées).

3.2.3 - Mesure et contrôle des pièces microtechniques Métrologie dimensionnelle:

- modèle géométlique des pièces (surfaces simples, spécifications dimensionnelles, spécifications de position et de forme) ;

- états de surfaces.

Méthodes de mesurage.

Moyens de mesurage et de contrôle: - instluments traditionnels; - moyens opto-mécaniques ; (projecteurs de profils) ; - montages de contrôle;

- machinesàmesurer t1idimensionnelles, - métrologie des états de surface par

échantillons viso-tactiles.

Décoder le dessin de définition d'une pièce simple.

Rechercher les sU/faces de référence et les sU/faces .\pécifiées, en déduire une méthode de mesurage adaptée et définir pour les spécifications de position (II et ) la nature de la grandeuràmesurer. Etablir un protocole de mesure en s'appuyant sur un modèle géométrique de définition (pour une pièce simple). Effectuer la mesure, interpréter les résultats.

c •

Aspectsméthodologiques

La réalisation d'objets microtechniques se caractérise par un ensemble de procédés et de mé-thodes dont l'appropriation par les élèves est l'un des objectifs fondamentaux de l'enseignement en première et en terminale. L'essentiel de ces méthodes et procédés constitue la démarche de production microtechnique.

La démarche qualité possède un caractère transversal et fédérateur. A tous les stades de l'industlia-Iisation des produits microtechniques la recherche de la qualité est une préoccupation permanente qui amène à identifier et optimiser les facteurs de maîtlise de la valeur des produits et des procédés. La formation se caractérise par une démarche descendante qui,àpartir d'un appareil microtech-nique et de son cahier des charges fonctionnel, permet:

- l' identification des fonctions et phénomènes associés (étude des apparei Is) ;

-l'analyse des solutions constructives retenuesàla lumière des performances souhaitées et des moyens de fabrication utilisés ;

.-A.OGRAMME

1.5&BoOo

N°}} l SEPT. 1994

39

Elle met en œuvre les méthodes d'analyse de la valeur pour optimiser les solutions constructives comme les processus, les procédés et les procédures de production.

Ladémarche de production microtechnique, permet de comprendre et maîtriseràterme: -l'organisation des moyens de production;

- leur mise en œuvre; - la gestion de la production;

- le contrôle de conformité des produits.

L'organisation des activités correspondantàl'enseignement de la mise en oeuvre microtech-niques s'appuie sur ces démarches de manière cohérente et organisée afin de faire acquérir aux élèves les connaissances et méthodes du domaine de la fabrication microtechnique :

-les relations entre chaque élément de la chaîne matière (granulés-moule-presse-pièce, bande de tôle-outil-presse-pièce, pièce-porte pièce-machine-porte outil-outil, etc.) ;

-l'élaboration des petites pièces simples injectées (thermoplastiques) ou découpées; -la coupe et les difficultés induites par les faibles dimensions des pièces et des outillages; -la production de pièces sans enlèvement de copeaux (injection, découpage, ...) ; -les procédés de réalisation des outillages (électro-érosion, coupe, rectification, ...) ; -les procédés d'usinage et de montage, les machines et les outillages;

-les techniques de préparation du travail et des méthodes de fabrication; -la fabrication des pièces et des outillages (injection, découpage, usinage).

La formation relève pour partie d'une démarche descendante passant progressi vement de l'iden-tification globale de l'organisation, des procédés et procédures,àl'exécution de tâches permet-tant de comprendre les phénomènes fondamentaux de la fabrication des pièces et de l'industria-lisation des produits. Elle relève, pour partie encore, d'une démarche inductive s'appuyant sur un enchaînement logique des activités autour de fabrications réelles, authentiques et stabilisées aux ambitions adaptées aux moyens techniques disponibles.

Pour certains procédés ou organisations les activités devront amener les élèvesàun niveau d' in-tervention suffisant pour exécuter des opérations de réglage, mise en service et pilotage d'un ou plusieurs postes de travail.

D •

Compétences générales attendues

1-

LES APPAREILS MICROTECHNIQUES.

A partir notamment:

- d'un appareil microtechnique et de la documentation technique correspondante; - de l'outillage spécifique et des moyens de mesures nécessaires.

l'élève doit être capable de : - Identifier les fonctions;

- Identifier pour tout ou partie des fonctions, les phénomènes physiques associés; - Analyser des solutions technologiques retenues par le constructeur.

- Effectuer le contrôle de conformité d'une caractéristique par rapportàla notice du constructeur; - Préparer et Effectuer les opérations d'assemblage / montage d'un appareil microtechnique ; - EtTectuers'il y a lieu les actions correctives nécessaires.

- Rédiger tout ou partie d'un compte-rendu d'intervention, d'une notice d'utilisation; - Identifier les solutions apportées aux contraintes de :

40

I

~B.O. Wil 1 SEPT. 1994 1tf'ROGRAMME - la réglementation -l'environnement.

2.

lA COMPÉTITMTÉ

A partir notamment :

- d'un appareil et du cahier des charges fonctionnel con'espondant, - des données relatives:

*

à ses performances techniques,

*

à sa durée de vie prévisionnelle et à son coût,

*

à sa situation sur le marché de la concurrence,

*

aux méthodes de production,

*

à l'entreprise productrice,

- des résultats des opérations de contrôle de la qualité, - des rapports et procès verbaux d'exploitation,

- des informations concernant la production d'un élément de l'ensemble, L'élève doit être capable de :

-Interpréterles résultats de contrôle de la qualité,

-Identifierles éléments participant à l'amélioration de la productivité,

3. lA

PRODUCTlON

Apartir notamment:

- des éléments du dossier de définition d'un appareil, - de l'appareil et de ses composants standard ou non,

- des éléments de tout ou partie du dossier technico-économique de production, - des moyens techniques nécessaires et de la documentation correspondante, L'élève doit être capable de :

- Décriretout ou partie du processus de production de l'ensemble, d'un sous-ensemble ou d'un élément de l'appareil,

- Décrirele pri ncipe du procédé d'obtention d'un élément,

- Proposer,pour une opération élémentaire du processus de production, une solution technique appropriée,

- Réaliser tout ou partie du dessin de l'outillage de production correspondant, - Mettre en oeuvre,dans le respect des règles de sécurité:

*

les moyens de production nécessaires à la réalisation des pièces unitaires (prototypes et ou-tillages de production),

*

un outillage stabiJjséde production (découpage, moulage, usinage, assemblage, contrôle), après avoir fait les réglages nécessaires et introduit les paramètres fournis,

- Effectuer,après analyse des spécifications imposées, tout ou partie des contrôles de conformi-té de l'ensemble, du sous-ensemble ou de la pièce produite,

- Effectuer les actions correctives nécessaires sur les moyens de production, - Rendre compte et commenter.

42

I

_{N° II}

~B.O'

l,lkOGRAMME

1 SEPT. 1994 1 2 3 4 Actionner, transformer: - Micro moteurs ; V

- Dispositifs électromécaniques, électromagnétiques,

électroniques, piézo-électriques. V

Transmettre:

- Transmissions électriques. V

- Transmissions optiques V

- Connexions (électriques, optiques...). V

Réguler: - Echappement; V - Dispositifsà inertie. V Afficher: - Afficheurs analogiques; V - Afficheurs numériques: (électromagnétiques, V

cristaux liquides, DEL); V

Mémoriser:

- Procédés analogiques; V

- Procédés numériques; V

Isoler:

- Isolation électrique; V

- Isolation thermique, acoustique, magnétique, optique. V

1.2 - Mesures et contrôles

1.2.1 -Procédur~et moyens de mesurage. Principes généraux:

- mesurage d'une grandeur (unités, principes de mesures); V

- propriétés des instruments (sensibilité, fidélité, ...). V

Mise en œuvre des moyens de mesure:

- mesure des grandeurs mécaniques ; V

- mesure des grandeurs électriques. V

44

1 Y--B.O. 0l! l SEPT. 1994

l

,A

oc

RAMME 1 2 3 4 2.3 - Gestion de la production

La fonction production, les types de production V" Gestion planifiée sur prévision commerciale (type MRP2) : - planification (plan de production, programme directeur) ; V" - calcul des besoins, nomenclatures; V"

- calcul des charges; V" (V")

- ordonnancement, lancement et suivi. V" Gestion par la demande (type ')uste à temps"). V" Gestion des stocks et approvisionnements. V" 2.4 - La normalisation

Objectifs de la nomlalisation en production V"

3 -

LA PRODUOlON

(Les procédés classés en colonne 3 seront abordésàl'occasion des études de fabrication et d'outillage).

3.1- Préparation

3.1.1 - Connaissances des procédés d'obtention, outillages et machines associées

Découpage:

- mécanique [outil progressif*(à suivre), combiné **(suisse)] V"** V"*

Moulage métallique. V"

FJittage V"

Cambrage V"

Moulage des plastiques:

- injection des thermoplastiques, V" - compression des thermodurcissables, V"

- autres procédés (transfert, soufflage, ...), V" - matériaux composites.

.

V" Usinage:

- décolletage(lesIravaux sur touràtourelle revolver V" (V") sonl classés3) ;

- machines-outils (numérisées ou non); V" - chimique et électrochimique; V"

-laser. V"

Électroérosion (enfonçage et fil). *Selon le matériel V"* V"*

disponible

./-kOGRAMME 1v.;.B.O. 01 1 1 EPT. 1994

45

1 2 3 4

3.1.2 - Etude de fabrication associée aux procédés d'obtention

Chronologie des opéJtitions.(essentiellement pour V

des pièces usinées)

Etablissement des documents de fabrication. V

Fabrication assistée par ordinateur V

3.2 - Réalisation

3.2.1 - Mise en oeuvre des moyens de production

Presses de découpage mécanique. V

Presses à injecter les matières plastiques. V

Machines d'usinage(le niveau4est réservéà des opération V (V)

élémentaires defraisage, tournage, rectification plane, perçage. taraudage, alésage•... )

Machined'électroérosion:

- d'enfonçage; V

- àfil. V

Equipement de finition des pièces: V

- préparation des pièces (ébavurage, nettoyage, ...). 3.2.2 - L'analyse des temps en production

Identification des temps V

3.2.3 - Mesure et contrôle des pièces microtechniques Métrologie dimensionnelle:

- modèle géoméuique des pièces ; V

- états de surfaces. V

Méthodes de mesurage. V

Moyens de mesurage et de contrôle:

- instruments u'aditionllels, V

- moyens opto-mécaniques, (projecteurs de profils) V

- montages de contrôle, V

- machines à mesurer tridimensionnelles, V

46

I

~B.O. 011 1 EPT. 1994

1,11<OGRAMME

F •Commentaires

L'étude des outillages (principalement de découpage et d"injection des thermoplastiques) porte sur des cas simples. Il s'agit d'étudier l'incidencedu procédé sur la forme des pièces et d'aborder les principes de base de la construction des outillages et de leurcompoltemenl.

Laréalisation éventuelle de peutie de ces outi liages sera b<lsée sur l' util isation d'éléments standards ou pré-usinés (carcasses de moules, blocs à colonnes, poinçons, etc.), de façon à limiter la fabrication demandéeàla partie acti ve de l'outi liage (empreinte de mou le, poinçon et matrice de découpage, etc.). L'enseignement cOITespondant au chapitre 1- Les appareils microtechniques, ne doit en aucun cas faire double emploi avec celui d'automatique - informatique industrielle, une coordination étroi-te doit êU"e assurée entre ces deux parties afin de garantir une cohérence chronologique.

Partition horaire du programme de microtechniques

CHAPITRES 1ère Terminale

Crs TP Crs TP

1 -LES APPAREILS MICROTECHNIQUES 8h 66h 16h 66h

1.1 - Les constituants V V V V

1.2 - Mesures et contrôles V V

1.2. 1- Procédures et moyens de mesurage 1.2.2 - Contrôles des appareils microtechniques

1.3 - Assemblage et montage V V

1.3.1 - Préparation des pièces et du poste de travail 1.3.2 - Mi e en œuvre du montage

1.3.3 - Montage de composants électroniques

lA - Mise en service V V

2 -LA COMPÉTITIVITÉ 4h 3h

2.1 - L'entreprise industrielle de production V

2.2 -Ladémarche qualité

2.2.1 - Les conséquences de la non-qualité V

2.2.2 -Lagestion de la qualÜé (NF X 50-110-122) V

2.3 -Lagestion de production V

(3h)

~OGRAMME

IZ"o.

_{N° 11} 1

1 SEPT. 1994

47

CHAPITRES ••re Te""lnale

Crs TP Crs TP

3 -lA

PRODUCTION

3.1- Préparation 21h 33h 14h 50h

3.1.1 - Connaissances des procédés d'obtention, t/ t/ outillages et machines associées

3.1.2 - Etude de fabrication associée aux procédés t/ t/ d'obtention

3.2 - Réalisation 99h 115h

3.2.1 - Mise en oeuvre des moyens de production t/ t/ 3.2.2 - L'analyse des temps en production t/ t/* 3.2.3 - Mesure et contrôle des pièces rnicroteehniques t/ t/

CONlRÔlfS ET ÉVALUATIONS DES ACQUIS

3h 18h 3h 21h