Projets:Tutoriel Arceau de voyage
Description du projet
Concevoir et réaliser un arceau de lit pour le voyage, dont la particularité est d'être facilement transportable et qui doit être pliable et/ou démontable.
Définition
Un arceau de lit, qui peut être de différentes formes, permet d'éviter de supporter le poids ou le contact d'un drap ou d'une couette sur les jambes afin de permettre de meilleurs mouvements ou éviter des douleurs.
Equipe
- Sarah Lasné: Porteuse de projet
- Sébastien Duchaussoy : Conception du prototype final: modélisation et impression 3D, montage du prototype
Cahier des charges
L'arceau de voyage doit être :
- Pratique et léger
- Facilement pliable ou démontable
- Ne pas dépasser la hauteur voulue : 45-50cm, afin que les draps et/ou la couette puissent être bordés
- Ne pas dépasser la longueur de la taille d'une valise
- Faire en sorte que l’épaisseur des parties repliées ou démontées de l'arceau ne dépassent pas 6cm maximum
- Le moins coûteux possible
Objectif du projet
L'idée est de simplifier au maximum un arceau dit "classique", qui en général est positionné au dessus des pieds, afin de permettre de le transporter facilement.
Caractéristiques du prototype
Choix des matériaux
Après réflexion, il a été décidé de fabriquer l'arceau de voyage en aluminium avec un système d'articulations amovibles fabriquées avec une imprimante 3D. La version choisie est le mode pliable et non le mode démontable en aluminium. Afin de fixer les articulations, un ensemble de vis seront nécessaires.
Dimensions globales et poids
Une fois plié
- Longueur 47,9cm
- Largeur 28,5cm
- Épaisseur 5,5cm
- Poids : environ 520 grammes
Longueur une fois déplié :106cm
Temps estimé pour la fabrication
- Temps d'impression des pièces 3D avant assemblage : 32 heures
- Supports en forme de "T" > environ 8 heures
- Supports en forme de "L" > environ 8 heures
- Supports en forme de "Demi-rotules" avec crans trapézoïdaux > 16 heures
- Temps d'assemblage : environ 2 heures car il y a eu un problème lors de la réalisation de l'arceau. Les "demi-rotules" étaient un peu trop juste pour être assemblées facilement en un temps plus court.
- Temps total nécessaire : environ 50 heures
Outils nécessaires
- 1 imprimante 3D (s'adresser à un fablab de votre région)
- 1 bobine de filament PLA ou ABS (plus robuste)
- 1 tournevis plat
- 1 clé plate de 5 (ou une pince plate)
- 1 perceuse
- 1 foret de diamètre 2.5 (et foret de 6 si besoin d'agrandir un peu les trous)
Liste de matériel à acheter
Tubes aluminium + quincaillerie
- 2 Tubes en aluminium (diamètre 10mm) de 450mm de longueur
- 4 Tubes en aluminium (diamètre 10mm) de 300mm de longueur
- 2 Tubes en aluminium (diamètre 10mm) de 250mm de longueur
- 2 Tubes en aluminium (diamètre 10mm) de 220mm de longueur
- 4 Vis à tête hexagonale de 6mm de diamètre et 65mm de longueur avec rondelles, boulons en forme de "papillon" et écrous
- 24 Vis à tête fendue de diamètre 2,5mm et 20mm de longueur
- Colle
Budget global
Achat du matériel de quincaillerie nécessaire à Leroy Merlin (sauf les supports 3D)
Budget quicaillerie : 20,74 euros - hors colle ! :-)
- 4 Tubes en aluminium de 1 mètre chacun - Diamètre 10mm : 10,60€ le tout (2,65€ l'unité)
- 16 Supports en plastique fabriqués avec une imprimante 3D environ 256gr : 5,20€ les seize (plastique à acheter sur divers sites Internet spécialisés dans l'impression 3D)
- Le "L" fait approximativement 18g, donc on fait 55 pièces avec une bobine de 1000gr
- La "demi-rotule" fait approximativement 16g donc on fait 62 pièces avec une bobine de 1000gr
- Le "T" fait approximativement 14g donc on fait 71 pièces avec une bobine de 1000gr
- Quincaillerie : environ 4,94€ le tout
- En vrac : 4 vis de 65mm de longueur ; 4 rondelles ; 4 écrous tous de diamètre 6mm : 0,96€ le tout
- Un sachet de 10 boulons "papillon" de diamètre 6mm à 3,70€ : 1,48€ les 4
- Un sachet de 30 vis à tête fendue de diamètre 2mm et avec une longueur de 20mm à 3,18€ : 2,50 € les 24
- Colle
Fabrication du prototype
Imprimer les pièces que vous avez téléchargé en respectant les paramètres ci-dessous. Vous devez avoir 16 pièces au total.
Pièces à imprimer
Télécharger les fichiers à imprimer ainsi que la documentation sur le github de Myhumankit
- 4 Coins en forme de "L" : L(78mm) x l(78mm) x H(15mm)
- 4 Supports en forme de "T" : L(80mm) x l(47mm) x H(15mm)
- 8 Demi-rotules avec crans trapézoïdales : L(78mm) x l(36mm) x H(17mm)
Paramètres nécessaires à l'impression des supports 3D pour la fabrication
Imprimante utilisée : Bicephale (mais peut être n'importe quelle imprimante qui imprime de l'ABS qui est censé être plus robuste mais du PLA peut aussi être utilisé)
Soft utilisé : CURA
Voici les paramètres d'impression à utiliser lors de la conception des pièces :
- Plastique pour le prototype : PLA (pour le projet final : ABS)
- Température extrusion : 200°C (augmenter à 230°C si ABS)
- Température plateau : 60°C
- Type du plateau : Verre (juste propre, sans aide d'accroche)
- Largeur de ligne : 0.3mm
- Taux de remplissage : 20%
- Épaisseur de la paroi : 1mm
- Épaisseur dessus/dessous : 0.6mm
- Motif d'impression : Zig-Zag
- Vitesse d'impression : 60mm/s
- Vitesse de remplissage : 100mm/s
- Vitesse couche initiale : 30mm/s
- Adhérence du plateau : Bordure
- Supports : Activités
- Angle de supports : 65°
Images des impressions 3D (ici en PLA)
Les supports 3D ont été fabriqués pour le prototype, avec un filament appelé PLA. Pour la version définitive, un plastique plus robuste appelé ABS a été choisi.
- 4 Coins en forme de "L" : L(78mm) x l(78mm) x H(15mm)
- 4 Supports en forme de "T" : L(80mm) x l(47mm) x H(15mm)
- 8 Demi-rotules avec crans rectangulaires : L(78mm) x l(36mm) x H(17mm)
(ajouter les photos manquantes)
Le prototype en aluminium - premier essai (22/06/17)
Conclusion
Ce premier essai est positif. Seuls points négatifs :
- L'ensemble bouge mais il est déjà prévu que le tout soit fixé lors du deuxième essai
- Le système de crans sur les "demi-rotules" est à revoir. Il est prévu que les prochaines seront fabriquées avec des formes "trapézoïdales" plutôt que "rectangulaires"
- Si on positionne l'arceau à la verticale, sur un lit où sont fixées des barrières de protection (un lit électrique par exemple), la taille des articulations peuvent être gênantes : la barrière frotte plus ou moins fort selon le sens de l'arceau sur celui-ci. Au moment de le retirer il est possible qu'il touche la personne si on n'est pas suffisamment attentif
- Penser à mettre une sorte de "buttée" au bout de chaque vis afin d'éviter que le boulon "papillon" et la rondelle se décrochent de la vis et ne tombent
Le prototype en aluminium - deuxième essai (29/06/17)
Bilan à l'équipe des différents essais après le premier montage du prototype en aluminium.
Renforcement de l'aide technique, afin d'éviter que cela bouge, avec de fines fixations (vis à tête fendues) sur chaque supports en plastique PLA (coupe des morceaux de vis dépassant pour éviter toutes blessures) et mise en place d'écrous auto-bloquant (ou contre-écrous) pour éviter que le boulon "papillon" et la rondelles ne chutent lors du desserrage.
Temps de travail pour finaliser le prototype
- Perçage des supports 3D, montage des fixations (et collage), coupe des morceaux de vis dépassant du prototype, mise en place des contre-écrous > environ 2h15
- Retouche sur la partie conception 3D > environ ?????
A noté que lors du perçage des supports 3D, pour empêcher que l'ensemble ne bouge ou ne se désolidarise, l'épaisseur du plastique d'une des pièces s'est fendue.
Conclusion
Les dernières petites modifications permettent de solidifier le tout et offrent des tests concluant. Il est apte à la fabrication définitive ! :-D
Réalisation de l'Arceau de Voyage - Projet final (06/07/17)
Bilan
Bilan à l'équipe des différents essais effectués tout au long de la semaine précédente. La personne accompagnatrice lors du voyage a testé le prototype et ne souhaite apporter aucune modification. Il peut donc être validé de façon définitive ! :-D
Ne pas oublier de remplacer le type de plastique PLA par de l'ABS car ce dernier est plus robuste.
Fabrication de l'Arceau de Voyage
Voir 5.4.3 Temps de travail : conception et réalisation et voir 5.6.1 Temps de travail pour finaliser le prototype
- Paramétrage de l'imprimante > ???
- Création avec une imprimante pour tous les supports 3D > 32 heures
- Préparation des supports (ponçage), assemblage, perçage, visserie, collage > ???
- Finitions > ???
Liens utiles à la fabrication de l'Arceau de voyage
Instruction de montage : Arceau de voyage vue éclatée