3) Conception de roues personnalisées sur Onshape
La conception des roues avant du Qbot est une opportunité d'initier les élèves au dessin assisté par ordinateur (DAO) et de leur permettre de faire preuve de créativité afin de personnaliser leur Qbot. C'est une étape essentielle de la démarche qui peut se faire en marge du reste de la fabrication du Qbot.
Logiciel de DAO en ligne : Onshape
Le logiciel de DAO proposé ici est Onshape. C'est une application en ligne, donc aucune installation n'est nécessaire. Onshape est donc parfaitement compatible avec une flotte d'appareils Chromebook (car c'est une application en ligne) ou des ordinateurs portables, peu importe le système d'exploitation, dont la puissance est insuffisante pour permettre l'utilisation d'un logiciel de DAO standard (car les opérations de dessin ont toutes lieu sur un serveur). Il existe aussi une application iOS et Android pour les tablettes. Onshape est gratuit pour une utilisation éducative.
Contrairement à d'autres applications de DAO en ligne, comme Tinkercad, Onshape a des paradigmes d'utilisation équivalents à la plupart des logiciels de DAO professionnels (p. ex. Autodesk Inventor et Solidworks). Concrètement, cela implique que Onshape permet la mise en plan d'une pièce selon les conventions de la progression des apprentissages, rendant ce logiciel tout à fait approprié pour une utilisation en classe de science de 3e ou 4e secondaire.
Pour apprendre à utiliser Onshape, nous vous recommandons d'effectuer l'autoformation d'Yvon Quemener. Nous vous suggérons d'utiliser cette autoformation pour former les élèves à l'utilisation du logiciel en amont de la fabrication du Qbot.
Conception des roues avant
- La séquence de conception des roues avant commence par la création d'un compte Onshape. Vous pouvez vous référer à l'autoformation citée plus haut. Ne pas oublier de configurer le compte afin qu'il utilise des longueurs en millimètre (en cliquant sur votre nom en haut à droite -> My account -> Preferences -> Units).
- Optionnel : Compléter le défi 1 (porte-clé) de l'autoformation Onshape afin de se familiariser avec l'application.
- Cliquer sur le lien de la roue de base. Cette roue a exactement les bonnes dimensions pour rentrer à serre sur le moyeu des moteurs. Le disque plein sert de canevas aux élèves et sera modifié selon leur créativité.
- Faire une copie de la roue de base dans votre compte Onshape.
Modifier la roue de base selon vos goûts. Voir les deux tutoriels suivants. Une recherche sur YouTube peut s'avérer très inspirante : on y trouve une grande quantité de tutoriels de conception d'enjoliveurs.
Exporter le fichier STL de la roue avant modifiée. Il faut cliquer, à l'aide du bouton droit de la souris, sur l'onglet en bas de la page, puis choisir Export.
Le fichier STL peut maintenant être configuré pour l'impression 3D, selon le modèle de l'imprimante à votre disposition.
Utilisation d'un autre logiciel de DAO
Évidemment, cette séquence de conception peut s'effectuer avec n'importe quel logiciel de DAO. Voici donc le fichier STEP de la roue de base que vous pourrez enregistrer dans le format natif de l'application choisie.
Avec les élèves
Lorsque nous effectuons cette séquence de conception avec les élèves, nous leur demandons de nommer le fichier STL en incluant le nom de l'élève et la couleur d'impression choisie, selon la sélection de plastique disponible à ce moment.
Notre système de dépôt des fichiers STL prêts à l'impression est assez simple. Nous avons un dossier Google Drive où tout le monde ayant une adresse courriel de notre école a les droits d'écriture. Les élèves ont un lien vers ce dossier sur notre plateforme numérique et peuvent y déposer librement un fichier. Techniquement, un élève pourrait effacer l'entièreté des fichiers, car il a les droits d'écriture, mais cela n'a jamais été un problème. Par contre, si cela est un enjeu dans votre milieu, une bonne vieille clé USB peut être utilisée pour obtenir tous les fichiers STL des élèves.
Un ordinateur situé à proximité des imprimantes 3D est dédié à la préparation des fichiers STL pour l'impression puisque nous utilisons un logiciel payant, mais plusieurs logiciels gratuits peuvent aussi faire le travail. Un lien vers le dossier de dépôt est présent sur le bureau. Il est donc facile de glisser les fichiers dans Simplify3D, le logiciel que nous utilisons pour préparer les fichiers STL.
Un rouleau de ruban adhésif à peinture (ruban-cache) est toujours à proximité des imprimantes afin d'identifier une impression en cours. Lorsque l'impression est terminée, le morceau de ruban est placé sur les roues, puis celles-ci sont placées dans un bac où les élèves peuvent récupérer leurs pièces. Le fichier STL est aussi glissé dans un dossier « Impressions faites » afin de faire un suivi.
La conception de la roue est très appréciée des élèves. La démarche laisse place à la créativité des élèves et les résultats sont impressionnants! De plus, la roue devient une façon d'identifier et de distinguer leur propre Qbot de celui des autres élèves.
Il est avantageux d'identifier les élèves à l'aise avec l'utilisation du logiciel de DAO. Ils peuvent venir en aide aux autres élèves dans la grande majorité des cas, ce qui diminue grandement la pression sur l'enseignant.
Progression de la fabrication
La conception et l'impression 3D des roues peuvent se faire complètement en parallèle aux autres étapes de la fabrication. Il faut cependant que les roues soient imprimées et installées sur les moteurs pour effectuer la mise en marche du Qbot.