FR3121619A1 - Outil de conception de produits en fabrication additive et procédé associé - Google Patents

Abstract

L’invention a pour objectif de fournir un outil utilisable dans des méthodes de conception de produits fabricables au moyen d’un procédé de fabrication additive, ledit outil permettant au concepteur d’explorer des solutions technologiques issues de la fabrication additive, de manière neutre et sans à priori. La solution proposée par l’invention est un outil de conception de produits fabricables au moyen d’un ou plusieurs procédés de fabrication additive remarquable en ce qu’il comprend un ensemble d’au moins quatre interfaces d’expérimentation tactile indépendantes (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14), chacune desdites interfaces étant configurée pour permettre l’expérimentation tactile d’un agencement structurel obtenu au moins partiellement par fabrication additive et différent de l’agencement structurel des autres dites interfaces, chacune desdites interfaces se présentant sous la forme d’un objet manipulable à la main, ledit objet ayant une forme générale cubique. Figure de l’abrégé : Figure 1

Description

Outil de conception de produits en fabrication additive et procédé associé

Domaine technique de l’invention

La présente invention se rapporte au domaine technique de la fabrication additive et plus particulièrement des outils de conception de produits fabricables au moyen d’un procédé de fabrication additive et des méthodes de conception de ces produits mettant en œuvre de tels outils de conception de produits.

État de la technique

On connait les méthodes de conception de produits traditionnelles consistant pour un concepteur à mettre en œuvre une série d’étapes intellectuelles dans l’objectif de concevoir et développer un produit ou une méthode industrielle à partir d’un cahier des charges donné.

Certaines étapes de ces méthodes de conception de produits consistent à générer une solution technologique répondant aux contraintes posées par le cahier des charges par transposition ou combinaison de solutions technologiques existantes. Ces dernières sont connues du concepteur soit parce qu’il les a découvertes dans la littérature, soit parce qu’il les a mises en œuvre dans sa pratique. Il est à noter, cependant, que la mémoire d’un individu pouvant être perfectible, il n’est pas rare que le concepteur omette de prendre en compte certaines solutions technologiques auxquelles il a déjà été confronté, mais dont il ne se souvient pas au moment du processus de conception de produits.

Néanmoins, les choix retenus parmi les solutions technologiques connues du concepteur sont influencés par différents facteurs irrationnels. En effet, le concepteur peut être susceptible de privilégier une solution technologique qu’il connait bien, parce qu’expérimentée à de nombreuses reprises, plutôt qu’une solution technologique tirée de la littérature qu’il n’a jamais expérimentée. De même, le concepteur peut être susceptible de privilégier une solution technologique dont il vient de prendre connaissance dans la littérature, plutôt qu’une solution technologique dont il avait pris connaissance il y a plusieurs années et dont il ne se souvient pas de manière complète. De façon similaire, le concepteur peut être susceptible de privilégier une solution technologique déjà expérimentée dans un contexte similaire au contexte auquel il est confronté, plutôt qu’une autre solution technologique expérimentée dans un contexte différent. Également, le concepteur peut complètement éluder une solution technologique avec laquelle il avait eu une mauvaise expérience par le passé. En outre, dans le cas de solution qu’il n’a pas expérimentée, le concepteur ne peut qu’imaginer un résultat escompté avec toute l’incertitude liée à l’imperfection de l’imagination.

En outre, la transposition de solutions existantes ne permet pas d’explorer de nouvelles solutions offertes par de nouvelles technologies. C’est en particulier le cas dans le domaine de la fabrication additive, au sens de l’ISO 17296-2:2015, qui offre un tout nouveau potentiel de solutions technologiques jusqu’ici encore inconnues ou difficilement imaginables.

Face à cet état de fait, l’invention a pour objectif de fournir un outil utilisable dans des méthodes de conception de produits fabricables au moyen d’un procédé de fabrication additive, ledit outil permettant au concepteur d’explorer des solutions technologiques issues de la fabrication additive, de manière neutre et sans à priori.

Divulgation de l’invention

La solution proposée par l’invention est un outil de conception de produits fabricables au moyen d’un ou plusieurs procédés de fabrication additive. Cet outil de conception de produits est remarquable en ce qu’il comprend un ensemble d’au moins quatre interfaces d’expérimentation tactile indépendantes, chaque interface étant configurée pour permettre l’expérimentation tactile d’un agencement structurel obtenu au moins partiellement par fabrication additive et différent de l’agencement structurel des autres dites interfaces, chaque interface se présentant sous la forme d’un objet manipulable à la main, ledit objet ayant une forme générale cubique.

Un tel outil fournit au concepteur un environnement tangible permettant d’expérimenter de manière tactile plusieurs solutions technologiques issues de la fabrication additive, lesdites solutions technologiques étant matérialisées par les différents agencements structurels obtenus au moins partiellement par fabrication additive. Cet outil permet une expérimentation dans un contexte neutre dans la mesure où toutes les interfaces ont la même forme générale, et que cette forme générale, à savoir cubique, est une forme élémentaire qui n’incite pas le concepteur à utiliser l’agencement structurel qu’il expérimente dans un contexte particulier. Il est ainsi plus aisé pour le concepteur de transposer l’agencement structurel expérimenté à n’importe quel produit qu’il aurait à concevoir. En outre, la forme générale est d’une géométrie suffisamment simple pour que l’attention du concepteur ne s’attarde pas sur ladite forme géométrique, mais se concentre sur l’agencement structurel particulier obtenu par l’intermédiaire d’un procédé de fabrication additive. Par exemple, un objet en forme de vélo ne serait pas du tout adapté. L’attention du concepteur se focaliserait sur l’expérimentation de la forme de vélo en tant que telle et serait détournée de l’expérimentation de l’agencement structurel particulier obtenu par l’intermédiaire d’un procédé de fabrication additive. Ce détournement de l’attention du concepteur serait encore amplifié si chaque objet avait une forme générale très différente, par exemple un premier objet ayant la forme d’un vélo, un deuxième objet ayant la forme d’une chaise, etc. L’environnement tangible combiné à la neutralité permet d’offrir au concepteur une expérience tactile singulière permettant d’obtenir une réponse cognitive apte à favoriser le développement d’idées nouvelles en matière de conception de produits fabricables au moyen d’un procédé de fabrication additive. En effet, il est, de la sorte, en mesure d’appréhender, simplement et rapidement, dans un environnement réel et matériel, différentes singularités liées à la fabrication additive, par exemple, les possibilités d’obtenir des objets comportant différentes matières, différents états de surface, différentes résistances à la déformation, différentes organisations structurelles, etc. Le concepteur peut alors prendre en compte de nouvelles solutions technologiques pour la conception et le développement de son produit, sans qu’il soit nécessaire que ledit concepteur ait été confronté au préalable à cesdites solutions technologiques. En outre, l’expérimentation tactile des interfaces favorise le déclenchement de souvenirs dans la mémoire du concepteur et dès lors augmente la capacité de celui-ci à se souvenir des solutions technologiques qu’il connait. Également, les solutions technologiques développées lors de l’expérimentation tactile pourront être associées à ladite expérimentation tactile dans la mémoire du concepteur. Ainsi, l’expérimentation de l’interface par le concepteur lors d’une séance de conception ultérieure aidera le concepteur à se souvenir des solutions technologiques qu'il avait élaborées lors des séances de conception antérieures. Enfin, l’expérimentation tactile donne au concepteur des indices concrets de ce que pourrait être un produit obtenu par la mise en œuvre d’un procédé de fabrication additive similaire. L’outil de conception de produits offre donc au concepteur un environnement tangible explorable dans le cadre d’une activité qui était habituellement purement intellectuelle. L’outil permet de générer des stimulus en lien avec la fabrication additive et à destination d’un ou plusieurs récepteurs sensoriels et au minimum le récepteur du toucher. Ainsi, l’outil de conception permet de stimuler la créativité chez le concepteur dans son processus de conception en fabrication additive.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention permettant d’augmenter la neutralité de l’expérience sensori-motrice, chaque objet a une forme générale cubique dont l’arrête a une dimension « a », tous les objets ayant une arrête de dimension « a » identique à 10% près. En effet, le fait que tous les objets aient des dimensions similaires permet d’harmoniser l’expérience générale de manière à éviter que certaines solutions technologiques soient privilégiées en raison de la taille de l’objet différente de la taille des autres objets, et ainsi augmenter la neutralité de l'expérimentation.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l’invention permettant d’offrir une expérience tactile optimale, les dimensions « a » sont comprises entre 1 cm et 5 cm. En effet, ces dimensions sont particulièrement adaptées pour à la fois permettre au concepteur de manipuler l’objet facilement à une ou deux mains, mais également de ressentir suffisamment de détails au toucher. Un objet trop gros serait difficilement manipulable. À l’opposé, pour un objet trop petit, il serait difficile de distinguer les différences d’agencement structurel.

Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l’invention permettant l’expérimentation tactile des possibilités offertes par la fabrication additive en termes de réseau interne de canalisation, l’agencement structurel d’une des interfaces comprend un réseau d’au moins une canalisation, et autour duquel s’étend un corps monobloc obtenu par fabrication additive.

Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l’invention permettant l’expérimentation tactile des possibilités offertes par la fabrication additive en termes de fabrication multimatériaux, l’agencement structurel d’une des interfaces comprend au moins deux parties, chacune desdites parties comprenant un matériau différent de la ou des autres parties et étant obtenue par fabrication additive.

Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l’invention permettant l’expérimentation tactile des possibilités offertes par la fabrication additive en termes de mécanisme non assemblé, l’agencement structurel d’une des interfaces comprend une première partie obtenue par fabrication additive et une deuxième partie obtenue par fabrication additive, ladite deuxième partie étant agencée de manière mobile par rapport à ladite première partie par l’intermédiaire d’une charnière obtenue par fabrication additive.

Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l’invention permettant l’expérimentation tactile des possibilités offertes par la fabrication additive en termes de propriétés auxétiques, l’agencement structurel d’une des interfaces est configuré pour conférer à ladite interface des propriétés auxétiques.

Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l’invention permettant l’expérimentation tactile des possibilités offertes par la fabrication additive en termes d’inclusion d’une partie dans une autre, l’agencement structurel d’une des interfaces comprend un corps autour duquel est formée une cage monobloc obtenue par fabrication additive.

Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l’invention permettant l’expérimentation tactile des possibilités offertes par la fabrication additive en termes de segmentation de différentes parties, l’agencement structurel d’une des interfaces comprend au moins deux parties configurées pour être attachées ou détachées les unes des autres.

Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de conception de produits fabricables au moyen d’un ou plusieurs procédés de fabrication additive, ledit procédé de conception de produits étant destiné à fournir une solution technologique à un problème technique donné caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
(a) Fournir un outil de conception de produits selon l’invention,
(b) Sélectionner une interface,
(c) Expérimenter de manière tactile l’agencement structurel de l’interface sélectionnée,
(d) Concevoir une application de l’agencement structurel de l’interface sélectionnée dans le contexte dudit problème technique donné,
(e) Répéter les étapes (b) à (d) avec une nouvelle interface jusqu’à ce que toutes les interfaces aient été utilisées.

Ce procédé de conception permet d’utiliser de manière optimale l’outil de conception objet de l’invention, en isolant l’expérimentation de chaque interface de manière séquentielle. En outre, le procédé de conception de produits permet également de rendre le processus de conception de produits plus exhaustif, en contraignant le concepteur d’étudier de manière systématique toutes les solutions technologiques mises en évidence par les interfaces.

Description des figures

D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés à titre indicatif, mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :

: La est une vue schématique d’une première interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une deuxième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une troisième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une quatrième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une cinquième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une sixième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une septième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une huitième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une neuvième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une dixième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une onzième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une douzième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une treizième interface selon l’invention ;

: La est une vue schématique d’une quatorzième interface selon l’invention.

Description détaillée

L’invention concerne un outil de conception de produits fabricables au moyen d’un ou plusieurs procédés de fabrication additive. On entend par « conception de produits » l’ensemble des processus aboutissant à la matérialisation d’un produit. Les processus peuvent être intellectuels et industriels, ou de toute autre forme convenant à l’homme du métier. On entend par « fabrication additive » tout procédé de fabrication de pièce en volume par ajout ou agglomération de matière, par empilement de couches successives. La fabrication additive peut mettre en œuvre des matériaux du type résine, plastique, cire, métal, plâtre, céramique, verre, ou tout autre matériau convenant à l’homme du métier.

L’outil de conception de produits comprend un ensemble d’interfaces d’expérimentation sensori-motrice (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14), ci-après « interfaces ». En particulier, en se référant aux figures 1 à 14, les interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) sont des interfaces d’expérimentation tactile. On entend par « interface d’expérimentation tactile » le fait que l’interface est destinée à être touchée et manipulée à la main par un utilisateur, dans le cadre de l’invention l’utilisateur étant un concepteur.

En plus d’être des interfaces d’expérimentation tactile, les interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) peuvent être des interfaces d’expérimentation visuelle. Les interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) peuvent éventuellement être des interfaces d’expérimentation olfactive. En effet, certaines odeurs peuvent émaner de certains matériaux utilisés pour la fabrication des interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14). L’expérimentation olfactive contribue alors aux mécanismes de génération et de déclenchement de souvenirs en lien avec la fabrication additive.

Les interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) sont indépendantes. On entend par « indépendante » le fait que l’expérimentation sensori-motrice d’une interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) puisse être réalisée indépendamment de l’expérimentation sensori-motrice de toute autre interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14). Dans l’exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 14, l’indépendance est conférée par le fait que toutes les interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) sont matériellement indépendantes. On entend par « matériellement indépendante », le fait que les interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) ne sont pas liées entre elles par de la matière, autrement dit qu’une desdites interfaces peut être déplacée sans en déplacer une autre.

L’outil de conception de produits comprend un ensemble d’au moins quatre interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14). Dans un mode avantageux de réalisation, l’outil de conception de produits comprend un ensemble de huit interfaces. Dans un mode préféré de réalisation, l’outil de conception de produits comprend un ensemble de quatorze interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14).

Comme représentées sur les figures 1 à 14, chaque interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) est configurée pour permettre l’expérimentation sensori-motrice d’un agencement structurel. On entend par « agencement structurel » la combinaison de :
- L'arrangement spatial de la matière au sein de l’interface, et
- De l'arrangement spatial des atomes dans ladite matière.

L’agencement structurel de chaque interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) est obtenu au moins partiellement par fabrication additive. Dans une variante de réalisation, l’agencement structurel de chaque interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) est obtenu par fabrication additive. On entend par « obtenu au moins partiellement par fabrication additive » le fait qu’au moins une partie de l’agencement structurel est obtenue par la mise en œuvre d’un ou plusieurs procédés de fabrication additive. De façon similaire, on entend par « obtenu par fabrication additive » le fait que la totalité de l’agencement structurel de l’objet ou de la partie de l’objet considéré est obtenue par la mise en œuvre d’un ou plusieurs procédés de fabrication additive. La partie de l’agencement structurel obtenue par fabrication additive peut être réalisée en résine, plastique, cire, métal, plâtre, céramique, verre, ou tout autre matériau convenant à l’homme du métier. Dans la suite de la description, il sera précisé, si, dans certains cas, un matériau particulier est à privilégier. La partie éventuelle de l’agencement structurel obtenue par un autre procédé qu’un procédé de fabrication additive peut être réalisée en bois, pierre, résine, plastique, cire, métal, plâtre, céramique, verre, ou tout autre matériau convenant à l’homme du métier.

L’agencement structurel de chaque interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) est différent de l’agencement structurel des autres interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14).

Comme schématisées sur les figures 1 à 14, chaque interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) peut se présenter sous la forme d’un objet manipulable à la main. On entend, par « manipulable à la main », le fait qu’un adulte puisse, de manière non limitative, saisir l’objet à la main, le soulever, le faire tourner, exercer, par la force des doigts, une contrainte de compression, de traction, de cisaillement ou de torsion sur ledit objet, le caresser ou effectuer toute manipulation utile à l’expérimentation sensori-motrice de l’agencement structurel dudit objet.

Chaque objet a une forme générale cubique. On entend par « forme générale cubique » le fait que pour un observateur moyen, l’objet ait une apparence cubique. Il n’importe peu que l’objet soit un cube parfait. En effet, l’objet peut comporter des états de surfaces irréguliers, des perforations ou l’ablation de certaines parties, ou toute autre imperfection nécessaire, tant que son aspect général soit d’apparence cubique pour l’observateur moyen. Par « observateur moyen », on entend toute personne apte à reconnaitre une forme géométrique de base, telle qu’un cube, une sphère ou encore un cylindre. Lorsque l’objet comporte des parties séparables ou articulables, on entend par « forme générale cubique » le fait qu’il existe au moins une configuration dudit objet dans laquelle sa forme générale est cubique.

Chaque objet a une forme générale cubique dont l’arrête a une dimension « a ». Dans un mode préféré de réalisation tous les objets peuvent avoir une arrête de dimension « a » identique à 10% près. Autrement dit, dans ce mode préféré de réalisation, tous les objets ont les mêmes dimensions à 10% près. Les dimensions « a » sont préférablement comprises entre 1 cm et 5 cm.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (1) dite « interface de structure auxétique ». En se rapportant à la , l’agencement structurel de l‘interface de structure auxétique (1) est configuré pour conférer à ladite interface des propriétés auxétiques. Pour ce faire, l‘interface de structure auxétique (1) peut être réalisée dans un matériau possédant intrinsèquement des propriétés auxétiques tel que le polytétrafluoroéthylène auxétique, le polyuréthane auxétique ou tout autre matériau auxétique convenant à l’homme du métier. Dans ce cas, l'arrangement spatial des atomes dans ladite matière confère au matériau ses propriétés auxétiques. Dans une variante de réalisation représentée sur la , les propriétés auxétiques de l’interface de structure auxétique (1) peuvent être conférées par l'arrangement spatial de la matière au sein de ladite interface. En particulier, l’interface de structure auxétique (1) peut comprendre un corps (15), préférentiellement sous la forme d’un cube, à l’intérieur duquel est aménagée une série de perforations traversantes (16) s’étendant d’un premier côté dudit cube jusqu’à un deuxième côté dudit cube, opposé audit premier côté. Les perforations sont directement obtenues lors de la fabrication du corps par un procédé de fabrication additive. Les perforations traversantes (16) sont organisées de sorte à être uniformément réparties en lignes et en colonnes d’écartement constant. Les perforations traversantes (16) présentent préférentiellement toutes un profil préférentiellement ovale de même dimension. Le profil ovale présente alors un grand axe et un petit axe. Dans un tel contexte, les perforations traversantes (16) sont préférentiellement agencées de sorte que pour deux perforations adjacentes d’une même ligne ou d’une même colonne, le grand axe de la première perforation est agencé perpendiculairement à l’axe de la seconde perforation. Le corps (15) est préférentiellement réalisé dans un matériau dont le module d’élasticité permet d’observer à l’œil nu une déformation dudit corps lorsque ce dernier est soumis à une contrainte exercée par la main d’un adulte. Ce matériau peut en particulier être du caoutchouc.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (2) dite « interface de structure monobloc ». En se rapportant à la , l’agencement structurel de l’interface de structure monobloc (2) comprend uniquement un corps (21) monobloc obtenu par fabrication additive. Dans l’exemple de réalisation de la , le corps se présente sous la forme d’une lame hélicoïde (22). Cette dernière comporte un axe d’hélicoïde. La lame hélicoïde (22) peut être apte à se comporter à la manière d’un ressort. En particulier, la lame hélicoïde (22) peut être apte à se contracter lorsqu’elle est soumise à des efforts de compression opposés dans le sens de l’axe d’hélicoïde, à s’étirer lorsqu’elle est soumise à des efforts de traction opposés dans le sens de l’axe d’hélicoïde, et à reprendre sa forme initiale lorsqu’elle n’est plus soumise à de tels efforts.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (3) dite « interface de mécanisme non assemblé ». En se référant à la , l’agencement structurel de l’interface de mécanisme non assemblé (3) peut comprendre une première partie (31). Cette dernière est obtenue par fabrication additive. L’agencement structurel de l’interface de mécanisme non assemblé (3) peut également comprendre une deuxième partie (32). Cette dernière est obtenue par fabrication additive. La deuxième partie (32) est agencée de manière mobile par rapport à la première partie (31) par l’intermédiaire d’une charnière (33, 34, 35). La charnière (33, 34, 35) est obtenue par fabrication additive. La charnière (33, 34, 35) est fabriquée en position sur la première partie (31) et la deuxième partie (32) pendant la fabrication de ladite première partie et de ladite deuxième partie. Il n’y a donc aucun assemblage à réaliser. Comme dans l’exemple de réalisation représenté sur la , la charnière peut comprendre un corps (33). Ce dernier est alors monté mobile sur la première partie (31) par l’intermédiaire d’un premier axe (34). Le corps est également monté mobile sur la deuxième partie (32) par l’intermédiaire d’un deuxième axe (35). L’axe géométrique du premier axe (34) est parallèle à l’axe géométrique du deuxième axe (35). En se rapportant à la , l’agencement structurel de l’interface de mécanisme non assemblé (3) peut également comprendre une deuxième charnière (36, 37, 38). Cette dernière est obtenue par fabrication additive. La deuxième charnière (36, 37, 38) est fabriquée en position sur la première partie (31) et la deuxième partie (32) pendant la fabrication de ladite première partie et de ladite deuxième partie. Il n’y a donc aucun assemblage à réaliser. De façon similaire à la première charnière (33, 34, 35), la deuxième charnière (36, 37, 38) peut comprendre un corps (36). Ce dernier est alors monté mobile sur la première partie (31) par l’intermédiaire d’un premier axe (37). Le corps est également monté mobile sur la deuxième partie (32) par l’intermédiaire d’un deuxième axe (38). L’axe géométrique du premier axe (37) est parallèle à l’axe géométrique du deuxième axe (38).

La première partie (31), peut se décomposer en deux sous-parties (311, 312). Une première sous-partie (311) comporte un alésage taraudé. Une deuxième sous-partie (312) comporte une tige filetée configurée pour coopérer avec l’alésage taraudé de la première sous-partie (311) de sorte à former une liaison hélicoïdale entre ladite première sous-partie et ladite deuxième sous-partie. L’alésage taraudé est formé directement autour de la tige filetée au cours du processus de fabrication additive. La deuxième partie (32), peut également se décomposer en deux sous-parties (321, 322). Une première sous-partie (321) comporte un une rainure en T. Une deuxième sous-partie (322) comporte un chariot en T configurée pour coopérer avec la rainure en T de la première sous-partie (321) de sorte à former une liaison glissière entre ladite première sous-partie et ladite deuxième sous-partie. La rainure en T est préférentiellement fermée à ses deux extrémités de manière à empêcher le chariot en T de sortir de ladite rainure en T. La rainure en T est formée directement autour du chariot en T au cours du processus de fabrication additive.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (4) dite « interface d’optimisation topologique ». En se rapportant à la , l’agencement structurel de l’interface d’optimisation topologique (4) peut comprendre un ensemble d’éléments structurels (41) fixes obtenus par fabrication additive. Les éléments structurels (41) sont dimensionnés et agencés entre eux de manière à procurer à l’objet une résistance à la compression prédéterminée et/ou une résistance à la traction prédéterminée et/ou une résistance à la torsion prédéterminée et/ ou une résistance au cisaillement prédéterminée. En particulier, les éléments structurels peuvent être dimensionnés au moyen d’une méthode d’optimisation topologique. Comme représenté dans l’exemple de réalisation de la , les éléments structurels (41) peuvent se présenter sous la forme de poutres dont la forme de la section et la dimension de de la section varient le long de la poutre de sorte que la répartition de matière dans la poutre soit optimale. On entend par « répartition de matière optimale » le fait que dans chaque section la poutre comporte exactement la quantité minimale de matière lui permettant de résister aux contraintes prédéterminées de compression et/ou de traction et/ou de torsion et/ ou de cisaillement.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (5) dite « interface de reproduction issue d’une acquisition numérique tridimensionnelle ». En se référant à la , l’agencement structurel de l’interface de reproduction issue d’une acquisition numérique tridimensionnelle (5) comprend une reproduction de l’agencement structurel d’un objet source, ladite copie étant obtenue par fabrication additive à partir d’une acquisition en trois dimensions de l’agencement structurel dudit objet source. L’objet source doit être sélectionné de sorte qu’il ait une forme générale cubique. L’objet source doit être sélectionné de sorte qu’il puisse évoquer à l’utilisateur un objet connu. Dans l’exemple de réalisation représenté sur la , l’objet source, non représenté, se présente sous la forme d’un empilement de briques de jeux. L’interface de reproduction issue d’une acquisition numérique tridimensionnelle (5) est alors une reproduction monobloc de cet empilement de briques de jeux.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (6) dite « interface d’inclusion ». En se rapportant à la , l’agencement structurel de l’interface d’inclusion (6) comprend un corps (61) autour duquel est formée une cage monobloc (62) obtenue par fabrication additive. Le corps (61) peut être positionné à l’intérieur de la cage monobloc (62) au cours de la fabrication de ladite cage monobloc, pendant un arrêt de production. Le corps (61) peut être agencé de manière mobile à l’intérieur de la cage monobloc (62). Dans un tel cas, la cage monobloc (62) est préférentiellement configurée pour que le corps (61) ne puisse sortir entièrement de ladite cage monobloc. Dans une variante de réalisation, le corps (61) peut être agencé de manière fixe à l’intérieur de la cage monobloc (62). Le corps (61) peut être obtenu par fabrication additive ou par tout autre procédé convenant à l’homme du métier. Dans l’exemple de réalisation représenté sur la , le corps (61) se présente sous la forme d’une sphère. Dans cet exemple de réalisation, la cage monobloc (62) se présente sous la forme d’un cube creux présentant sur chacune de ses faces (63) des ouvertures (64) permettant d’accéder visuellement et tactilement au corps (61).

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (7) dite « interface d’options de matériaux ». En se référant à la , l’agencement structurel de l’interface d’options de matériaux (7) comprend au moins trois couches (71) superposées. Chacune desdites couches (71) comprenant un matériau différent des autres desdites couches et étant obtenue par fabrication additive. Les couches (71) sont configurées pour permettre leur désassemblage et réassemblage. Ainsi chaque couche (71) peut être expérimentée de manière indépendante par l’utilisateur. Dans l’exemple de réalisation représenté sur la , l’interface d’options de matériaux (7) comprend un socle (72). Ce socle est préférentiellement formé d’une couche (71) sur laquelle est agencé un mât (73). Le mat se présente sous la forme d’un cylindre de section circulaire, ovale, carrée, rectangulaire ou sous toute autre forme convenant à l’homme du métier. Les couches (71) extérieures au socle (72) comportent un orifice (74) configuré pour permettre le passage du mât (73). L’orifice (74) comporte préférentiellement une section de forme complémentaire à la forme de la section du mât (73). Ainsi, les couches (71) extérieures au socle (72) peuvent être empilées les unes sur les autres autour du mât (73). Lorsque la section du mât (73) est circulaire, comme dans l’exemple de réalisation représenté sur la , les couches (71) peuvent présenter une surface inférieure et/ou une surface inférieure présentant une partie en saillie (75). Cette partie en saillie (75) est destinée à coopérer avec une partie de forme complémentaire (76) sur une surface de contact de la couche (71) adjacente de manière à s’opposer à la rotation desdites couches en contact dans l’axe du mât (73).

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (8) dite « interface de réseau interne ». En se rapportant à la , l’agencement structurel interface de réseau interne (8) comprend un réseau d’au moins une canalisation (81). Autour du réseau d’au moins une canalisation (81) s’étend un corps (82) monobloc obtenu par fabrication additive. Le réseau d’au moins une canalisation (81) est obtenu directement lors de la fabrication du corps par fabrication additive. Aucun perçage n’est réalisé. Au moins une de la ou des canalisations (81) débouche vers l’extérieur du corps (82) par un orifice (83). L’orifice (83) peut avoir une forme circulaire, ovale, carrée, rectangulaire, ou toute autre forme convenant à l’homme du métier. L’orifice (83) a une dimension suffisante pour être sentit au toucher. En pratique, la plus petite dimension de l’orifice (83) est au moins égale 3 mm. Par exemple, lorsque l’orifice (83) est circulaire, son diamètre a une dimension d’au moins 3 mm, lorsque l’orifice (83) est carré, son côté a une dimension d’au moins 3 mm, etc. La ou les canalisations (81) peuvent, en totalité ou en partie, être droites ou courbes. La ou les canalisations (81) peuvent avoir un profil circulaire, ovale, carré, rectangulaire, ou toute autre forme convenant à l’homme du métier. Lorsque le réseau comprend plusieurs canalisations (81), une première canalisation peut déboucher à l’intérieur du corps (82) dans plusieurs autres canalisations. Préférentiellement et comme représenté sur la , le réseau comprend plusieurs canalisations (81) débouchant vers l’extérieur du corps (82) à divers endroits par des orifices (83). Lorsque l’interface de réseau interne (8) prend la forme d’un objet cubique, les orifices (83) sont préférentiellement agencés sur différentes faces du cube.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (9) dite « interface de variation microstructurale ». En se référant à la , l’agencement structurel de l’interface de variation microstructurale (9) comprend au moins deux parties (91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98). Toutes les parties (91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98) sont réalisées à partir d’un même matériau prédéterminé. Pour chaque partie (91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98), le matériau comporte une porosité différente. La différence de porosité est configurée pour conférer à chacune des parties (91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98) une dureté différente et/ou une élasticité différente de sorte que la différence de dureté et/ou d’élasticité entre les différentes parties puisse être perçue au toucher. La différence de porosité est obtenue directement par fabrication additive. Le matériau est préférentiellement un photopolymère. Lorsque l’interface de variation microstructurale (9) prend la forme d’un objet cubique, et comme représenté dans l’exemple de réalisation de la , ladite interface de variation microstructurale (9) comprend préférentiellement huit parties (91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98). Chaque partie (91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98) est préférentiellement un cube résultant de la subdivision en huit cubes de l’objet cubique.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (10) dite « interface de structure interne ». En se rapportant à la , l’agencement structurel de l’interface de structure interne (10) comprend au moins deux parties (101, 102). Chaque partie (101, 102) comprend un ensemble d’éléments structurels (103) fixes obtenus par fabrication additive. Les éléments structurels (103) sont dimensionnés et agencés entre eux de manière à procurer à l’objet une résistance à la compression prédéterminée et/ou une résistance à la traction prédéterminée et/ou une résistance à la torsion prédéterminée et/ ou une résistance au cisaillement prédéterminée. Pour chaque partie (101, 102), l’agencement des éléments structurels (103) est différent de l’agencement des éléments structurels (103) des autres parties (101, 102). Dans des variantes de réalisation non représentées, les éléments structurels (103) peuvent être agencés de manière à former une structure alvéolaire, par exemple en nid d’abeille, une structure de type treillis, ou toute autre structure convenant à l’homme du métier. Chaque élément structurel (103) peut également comporter un ensemble de sous-éléments structurels fixes obtenus par fabrication additive. Les sous-éléments structurels sont dimensionnés et agencés entre eux de manière à procurer à l’objet une résistance à la compression prédéterminée et/ou une résistance à la traction prédéterminée et/ou une résistance à la torsion prédéterminée et/ ou une résistance au cisaillement prédéterminée. Préférentiellement, le type d’agencement des sous-éléments structurels est différent de l’agencement des éléments structurels. De façon similaire, les sous-éléments structurels peuvent eux-mêmes comprendre des sous-éléments structurels et ainsi de suite. On parle alors de complexité hiérarchique, les éléments structurels (103) formant une première couche hiérarchique présentant un premier agencement structurel, les sous-éléments structurels formant une seconde couche hiérarchique présentant un deuxième agencement structurel, et ainsi de suite. Dans un premier mode de réalisation, pour chaque partie (101, 102), l’agencement des éléments structurels (103) est configuré pour procurer à ladite partie :
- Une résistance à la compression différente de la résistance à la compression de la ou des autres parties (101, 102), et/ou
- Une résistance à la traction différente de la résistance à la traction de la ou des autres parties (101, 102), et/ou
- Une résistance à la torsion différente de la résistance à la torsion de la ou des autres parties (101, 102), et/ou
- Une résistance au cisaillement différente de la résistance à la torsion de la ou des autres parties (101, 102).

Dans un tel cas, les différents agencements des éléments structurels (103) sont préférentiellement configurés de sorte que la différence de résistance à la compression et/ou résistance à la traction et/ou résistance à la torsion et/ou résistance au cisaillement entre les différentes parties (101, 102) puisse être perçue au toucher.

Dans un second mode de réalisation, pour chaque partie (101, 102) l’agencement des éléments structurels (103) est configuré pour procurer à ladite partie :
- Une résistance à la compression équivalente à la résistance à la compression de la ou des autres parties (101, 102), et/ou
- Une résistance à la traction équivalente à la résistance à la traction de la ou des autres parties (101, 102), et/ou
- Une résistance à la torsion équivalente à la résistance à la torsion de la ou des autres parties (101, 102), et/ou
- Une résistance au cisaillement équivalente à la résistance à la torsion de la ou des autres parties (101, 102).

Dans un exemple de réalisation non représenté, les éléments structurels (103) peuvent se présenter sous la forme poutres. Les poutres peuvent être de formes similaires ou différentes. En particulier, une poutre peut être droite, courbe, ou encore partiellement droite et partiellement courbe. Dans une variante de réalisation représentée sur la , les éléments structurels (103) peuvent se présenter sous la forme de lames. Les lames peuvent être de formes similaires ou différentes. En particulier, une lame peut être plane, courbe, ondulée, en forme d’hélicoïde, ou toute autre forme convenant à l’homme du métier, ou encore une combinaison de ces formes. Dans d’autres variantes de réalisation non représentées, certains éléments structurels (103) peuvent se présenter sous la forme de poutres telles que précédemment décrites et d’autres éléments structurels (103) se présenter sous la forme de lames telles que précédemment décrites.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (11) dite « interface de coopération multimatériaux ». En se référant à la , l’agencement structurel de l’interface de coopération multimatériaux (11) comprend au moins deux parties (111, 112, 113). Chacune des parties (111, 112, 113) comprend un matériau différent de la ou des autres parties (111, 112, 113). Chacune des parties (111, 112, 113) est obtenue par fabrication additive. Chaque matériau confère à chacune des parties (111, 112, 113) une dureté différente et/ou une élasticité différente et/ou une conduction thermique différente de sorte que la différence de dureté et/ou d’élasticité et/ou conduction thermique entre les différentes parties puisse être perçue au toucher. Par exemple, une première partie (111) peut être réalisée en caoutchouc, et une deuxième partie (112) peut être réalisée en polyuréthane. Dans l’exemple de réalisation de la , l’interface de coopération multimatériaux (11) comprend préférentiellement trois parties (111, 112, 113). La première partie (111) se présente sous la forme d’une armature à l’intérieur de laquelle sont agencées la deuxième partie (112) et troisième partie (113). La deuxième partie (112) est juxtaposée au-dessus de la troisième partie. Dans un tel exemple de réalisation :
- Une première partie (111) peut être réalisée en caoutchouc,
- Une deuxième partie (112) peut être réalisée en polyuréthane,
- Une troisième partie (113) peut être réalisée en silicone.

L’utilisateur peut ainsi apprécier par le toucher la coexistence de matériaux très différents au sein d’une même pièce, ladite coexistence de matériaux résultant directement de la mise en œuvre d’un procédé de fabrication additive.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (12) dite « interface de segmentation ». En se rapportant à la , l’agencement structurel de l’interface de segmentation (12) comprend au moins deux parties (121, 122) configurées pour être attachées ou détachées les unes des autres. Au moins une partie (121, 122) est obtenue par fabrication additive. Préférentiellement, toutes les parties (121, 122) sont obtenues par fabrication additive. Dans l’exemple de réalisation représenté sur la , l’agencement structurel de l’interface de segmentation (12) comprend deux parties (121, 122). Les deux parties (121, 122) peuvent être attachées ou détachées l’une de l’autre au moyen d’une queue d'aronde. Pour ce faire, une première partie (121) comporte un tenon (123) ayant une section en forme de trapèze. La deuxième partie (122) comporte une rainure (124) de forme complémentaire au tenon (123). Dans d’autres modes de réalisation non représentés, les parties (121, 122) peuvent être attachées ou détachées les unes des autres au moyen d’un assemblage tenon et mortaise avec ajustement glissant ou flottant. Par exemple, l’ajustement peut être de type H7f6.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (13) dite « interface de liberté de forme géométrique ». En se référant à la , l’agencement structurel de l’interface de liberté de forme géométrique (13) peut comprendre un ensemble d’éléments structurels (131) obtenu par fabrication additive. Les éléments structurels (131) sont agencés entre eux de manière irrégulière. Les éléments structurels (131) peuvent se présenter sous la forme poutres comme dans l’exemple de réalisation représenté sur la . Les poutres peuvent être de formes similaires ou différentes. En particulier, une poutre peut être droite, courbe, ou encore partiellement droite et partiellement courbe. Dans des variantes de réalisation non représentées, les éléments structurels (131) peuvent se présenter sous la forme de lames. Les lames peuvent être de formes similaires ou différentes. En particulier, une lame peut être plane, courbe, ondulée, en forme d’hélicoïde, ou toute autre forme convenant à l’homme du métier, ou encore une combinaison de ces formes. Dans d’autres variantes de réalisation non représentées, certains éléments structurels (131) peuvent se présenter sous la forme de poutres telles que précédemment décrites et d’autres éléments structurels (131) se présenter sous la forme de lames telles que précédemment décrites.

L’outil de conception de produits peut comprendre une interface (14) dite « interface de texture ». En se rapportant à la , l’agencement structurel de l’interface de texture (14) peut comprendre au moins deux surfaces (141). Chaque surface (141) comporte une texture. On entend par texture, les variations géométriques de la surface inférieure à 1 mm. Une texture peut en particulier être lisse, rugueuse, adhésive, antiadhésive, ou de toute autre nature de texture convenant à l’homme du métier. Chaque surface (141) comporte une texture différente de la texture de la ou des autres surfaces. Les surfaces (141) sont configurées de sorte que les différences de texture entre chaque face puissent être perçues au toucher. Dans un exemple de réalisation représenté sur la , la texture d’une première surface (141) peut comporter un jeu de rainures (142) parallèles régulièrement réparties sur la surface. La texture d’une deuxième surface (141) peut comporter un jeu de bourrelets (143) circulaires concentriques. La texture d’une troisième surface (141) peut comporter un jeu de dômes (144) régulièrement répartis sur la surface.

Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de conception de produits fabricables au moyen d’un procédé de fabrication additive, ledit procédé de conception de produits étant destiné à fournir une solution technique à un problème technique donné caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
(a) Fournir un outil de conception de produits selon l’invention,
(b) Sélectionner une interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14),
(c) Expérimenter de manière tactile l’agencement structurel de ladite interface sélectionnée,
(d) Concevoir une application de l’agencement structurel de ladite interface sélectionnée dans le contexte dudit problème technique donné,
(e) Répéter les étapes (b) à (d) avec une nouvelle interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) jusqu’à ce que toutes les interfaces aient été utilisées.

L’ordre de sélection des interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) peut être un ordre prédéterminé. Préférentiellement, l’ordre de sélection des interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) est aléatoire. Ainsi, si l’utilisateur met œuvre plusieurs fois procédé de conception de produits, ledit utilisateur n’entre pas dans une routine qui risquerait de dégrader l’expérimentation des interfaces.

L’expérimentation de l’étape (c) peut être réalisée à l’aveugle. Pour se faire, l’interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) peut être agencée dans une boite opaque comportant des passages pour les mains. Dans une variante de réalisation, l’utilisateur peut avoir les yeux bandés.

Le procédé de conception peut comprendre des étapes supplémentaires suivantes à réaliser entre l’étape (d) et l’étape (e) :
(f) Lire une fiche descriptive associée à l’interface (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) sélectionnée,
(g) Expérimenter de nouveau de manière tactile l’agencement structurel de ladite interface sélectionnée,
(h) Concevoir de nouveau une application de l’agencement structurel de ladite interface sélectionnée dans le contexte dudit problème technique donné.

Ainsi, l’utilisateur expérimente et conçoit de nouveau, mais cette fois-ci avec un degré d’abstraction inférieur, ledit utilisateur ayant pris connaissance d’une description de l’interface par lecture de la fiche descriptive.

Le procédé de conception peut comprendre une ou plusieurs des étapes supplémentaires suivantes à réaliser entre l’étape (f) et l’étape (g) :
(i) Prendre connaissance d’une ou plusieurs photographies, chaque photographie représentant un exemple de réalisation d’un produit obtenu par fabrication additive, et/ou
(j) Lire une ou plusieurs fiches descriptives, chaque fiche décrivant un paradigme technologique différent.

Le procédé de conception peut comprendre à l’étape (d) et/ou à l’étape (h) une sous étape consistant à décrire les avantages procurés par l’application conçue. Les avantages peuvent par exemple être technologiques, économiques, ou encore écologiques.

Dans une variante de réalisation, les étapes (b) à (e) peuvent être effectuée par plusieurs utilisateurs, le procédé de conception comprenant en outre l’étape suivante :
(k) Pour une interface donnée, comparer les différentes applications conçues aux étapes (d) ou (h).

Claims (10)

1. Outil de conception de produits fabricables au moyen d’un ou plusieurs procédés de fabrication additive caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble d’au moins quatre interfaces d’expérimentation tactile indépendantes (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14), chacune desdites interfaces étant configurée pour permettre l’expérimentation tactile d’un agencement structurel obtenu au moins partiellement par fabrication additive et différent de l’agencement structurel des autres dites interfaces, chacune desdites interfaces se présentant sous la forme d’un objet manipulable à la main, ledit objet ayant une forme générale cubique.
2. Outil de conception de produits selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque objet a une forme générale cubique dont l’arrête a une dimension « a », tous les objets ayant une arrête de dimension « a » identique à 10% près.
3. Outil de conception de produits selon la revendication 2 caractérisé en ce que les dimensions « a » sont comprises entre 1 cm et 5 cm.
4. Outil de conception de produits selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’agencement structurel d’une des interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) comprend un réseau d’au moins une canalisation (81), et autour duquel s’étend un corps monobloc (82) obtenu par fabrication additive.
5. Outil de conception de produits selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’agencement structurel d’une des interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) comprend au moins deux parties (111, 112, 113), chacune desdites parties comprenant un matériau différent de la ou des autres dites parties et étant obtenue par fabrication additive.
6. Outil de conception de produits selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’agencement structurel d’une des interfaces (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) comprend une première partie (31) obtenue par fabrication additive et une deuxième partie (32) obtenue par fabrication additive, ladite deuxième partie étant agencée de manière mobile par rapport à ladite première partie par l’intermédiaire d’une charnière (33, 34, 35) obtenue par fabrication additive.
7. Outil de conception de produits selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’agencement structurel d’une des interfaces est configuré pour conférer à ladite interface des propriétés auxétiques.
8. Outil de conception de produits selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’agencement structurel d’une des interfaces comprend un corps (61) autour duquel est formée une cage monobloc (62) obtenue par fabrication additive.
9. Outil de conception de produits selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’agencement structurel d’une des interfaces comprend au moins deux parties (121, 122) configurées pour être attachées ou détachées les unes des autres.
10. Procédé de conception de produits fabricables au moyen d’un ou plusieurs procédés de fabrication additive, ledit procédé de conception de produits étant destiné à fournir une solution technique à un problème technique donné caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    (a) Fournir un outil de conception de produits selon l’une des revendications 1 à 9,
    (b) Sélectionner une interface,
    (c) Expérimenter de manière tactile l’agencement structurel de l’interface sélectionnée,
    (d) Concevoir une application de l’agencement structurel de l’interface sélectionnée dans le contexte dudit problème technique donné,
    (e) Répéter les étapes (b) à (d) avec une nouvelle interface jusqu’à ce que toutes les interfaces aient été utilisées.