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Commit 8c9d5fa3 authored by Sara Riva's avatar Sara Riva
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\documentclass[12pt]{article}
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\let\euscr\mathscr \let\mathscr\relax% just so we can load this and rsfs
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\DeclareMathOperator{\arccsc}{arccsc}
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\newcommand{\dfdx}{\frac{df}{dx}}
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\let\ds\displaystyle
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\newtheorem*{sol}{Solution}
\newtheorem*{claim}{Claim}
\newtheorem{problem}{Problem}
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\begin{document}
% EVERYTHING ABOVE THIS LINE IS JUST PREABLE, NO NEED TO MESS WITH IT.__________________________________________________________________________________________
%
\lhead{L codent, L créent}
\chead{Atelier d'impression 3D}
\rhead{Décembre 2023}
%\maketitle
\section{Introduction}
On ouvre FreeCAD, l'outil que l'on va utiliser pour créer et personnaliser notre porte-clés. Nous commençons par créer un nouveau project (Fichier $\rightarrow$ Nouveau).
\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=\textwidth]{fig/freecad.pdf}
\caption{Interface lors de la création d'un nouveau projet avec la liste des espaces de travail ouverte.}
\label{fig:start}
\end{figure}
Les espaces de travail sont des groupes d'outils regroupés par spécialité. Imaginez un atelier où différentes personnes travaillent ensemble : une personne qui travaille le métal, une autre le bois. Chacune d'entre elles dispose, dans son atelier, d'une table séparée avec des outils spécifiques pour son travail. Cependant, elles peuvent toutes travailler sur les mêmes objets. Il en va de même dans FreeCAD.
La partie la plus importante de l'interface de FreeCAD est le sélecteur de poste de travail (Figure \ref{fig:start}), que vous utiliserez pour passer d'un poste de travail à l'autre.
\subsection{L'interface}
Regardons de plus près les différentes parties de l'interface :
\begin{itemize}
\item La \textbf{vue 3D} (partie droite de la Figure \ref{fig:start}) est le composant principal de l'interface. Vous pouvez sélectionner des objets ou des parties d'objets en cliquant dessus, et vous pouvez effectuer un panoramique, un zoom et une rotation de la vue à l'aide des boutons de la souris.
\item La \textbf{vue combinée} (partie gauche de la Figure \ref{fig:start}) comporte deux onglets :
\begin{itemize}
\item L'onglet Modèle présente le contenu et la structure de votre document, ainsi que les propriétés (ou paramètres) de l'objet ou des objets sélectionnés. Ces propriétés de l'onglet Modèle sont réparties en deux catégories : Données (propriétés qui concernent la géométrie elle-même), Vue (propriétés qui affectent l'aspect de la géométrie à l'écran).
\item L'onglet Tâches est l'endroit où FreeCAD vous demandera des valeurs spécifiques à l'outil que vous utilisez à ce moment-là par exemple, entrer une valeur de "longueur" lorsque l'outil Ligne est utilisé. Il se fermera automatiquement après avoir appuyé sur le bouton OK (ou Annuler). De plus, en double-cliquant sur l'objet concerné dans la vue combinée, la plupart des outils vous permettront de rouvrir le panneau de tâches afin de modifier les paramètres.
\end{itemize}
\item L'affichage du rapport est normalement caché (menu Affichage $\rightarrow$ Panneaux $\rightarrow$ Vue rapport sélectionnée), mais il répertorie toutes les informations, les avertissements ou les erreurs pour vous aider à déchiffrer (ou à déboguer) ce que vous avez pu faire de mal.
\end{itemize}
\section{Création d'un porte-clés}
Dans notre projet nouvellement créé, nous commençons par créer un porte-clés circulaire que nous pourrons ensuite personnaliser (comme celui de la Figure \ref{fig:porte}).
Pour ce faire, nous devons créer un cercle d'une certaine épaisseur et un cercle plus petit à l'intérieur dans lequel nous pouvons passer un anneau porte-clés.
\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{fig/fil.pdf}
\caption{Exemple de porte-clés personnalisé avec le logo du département d'informatique de l'Université de Lille.}
\label{fig:porte}
\end{figure}
Pour commencer, nous créons le corps de notre projet. Intuitivement, tous les éléments qui feront partie du corps seront ceux imprimés par l'imprimante 3D.
Nous choisissons l'environnement de travail \emph{Part Design} et sélectionnons {\Huge\inlinegraphics{fig/logo_body.pdf}} pour créer le corps (Figure \ref{fig:enter-label}). À ce stade, nous sauvegardons notre projet (il est préférable de le sauvegarder régulièrement au fur et à mesure).
\begin{figure}[ht!]
\centering
\includegraphics[width=\textwidth]{fig/body.png}
\caption{Pour la création du corps du projet, sélectionnez l'environnement de travail adéquat (1), créez le corps (2) et vérifiez que notre projet contient maintenant une section corps (3).}
\label{fig:enter-label}
\end{figure}
Nous créons maintenant (dans le corps du projet) une Esquisse avec {\Huge\inlinegraphics{fig/esquisse.png}}. Cela nous permettra de créer nos éléments à envoyer à l'imprimante.
Notons que le plan de travail de l'imprimante correspond au plan cartésien XY. Nous sélectionnons ce plan et clôturons cette phase de création. \`A ce stade, nous constatons que le corps du projet contient l'esquisse que nous venons de créer.
Nous allons maintenant créer la base de notre porte-clés, dans cette esquisse, à l'aide de l'espace de travail \emph{Sketcher}. Pour créer notre porte-clés, nous définissons deux cercles à l'aide de l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/logo_cerchio.pdf}}. En cliquant sur le centre des deux axes et en cliquant une seconde fois, nous déterminons le centre du premier cercle et dessinons sa circonférence. Il est possible de modifier plus tard son rayon. Nous répétons la procédure une deuxième fois en traçant un deuxième cercle dont le centre est situé sur la ligne verticale affichée à l'écran (il s'agit de l'espace nécessaire au passage d'un anneau de clé). Nous modifierons également le rayon de ce cercle plus tard. Le résultat doit ressembler à la Figure \ref{fig:cerchi}.
\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{fig/cerchi.pdf}
\caption{\'Etat d'avancement de notre projet suite à la création des deux cercles. }
\label{fig:cerchi}
\end{figure}
Nous plaçons maintenant les contraintes pour nous assurer que la taille du porte-clés correspond à ce que nous voulons et que le trou dans lequel passe l'anneau est centré et d'une taille suffisante.
Nous sélectionnons le cercle extérieur, puis l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/raggio.pdf}} pour fixer le rayon de ce grand cercle à 20 millimètres. Ensuite, en suivant la même procédure, nous fixons le rayon du plus petit à 3 millimètres.
Il reste à vérifier que les deux cercles sont correctement alignés. Pour cela, nous utilisons l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/distanza.png}} et sélectionnons les deux centres des cercles et indiquons une distance de 14 millimètres.
\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{fig/constraint.pdf}
\caption{\'Etat de notre projet suite à l'ajout des différentes contraintes.}
\label{fig:vincoli}
\end{figure}
La dernière étape consiste maintenant à donner une épaisseur à notre porte-clés. En d'autres termes, à partir de notre dessin avec des cercles, nous créons notre objet en 3D.
Dans l'espace de travail \emph{Part Design}, nous sélectionnons (dans l'onglet modèle) l'esquisse contenant notre dessin et utilisons l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/spessore.png}} pour indiquer une épaisseur souhaitée de 3 mm.
En vous déplaçant dans l'espace 3D, vous pouvez vérifier que l'objet 3D que vous avez obtenu ressemble à celui de la Figure \ref{fig:done}.
\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{fig/portachiavi.png}
\caption{Le porte-clés fini est prêt à être personnalisé.}
\label{fig:done}
\end{figure}
\section{La personnalisation}
C'est maintenant la partie la plus amusante ! Vous pouvez enfin personnaliser votre porte-clés. Voyons comment vous pouvez personnaliser votre porte-clés à partir d'un simple logo (au format svg). Nous verrons également comment ajouter des caractères.
\subsection{Des images simples pour une décoration}
Pour décorer votre porte-clés, vous pouvez prendre des images au format svg que vous trouverez en ligne. Il est toutefois important de prendre des images simples. En effet, plus elles sont stylisées, meilleur sera le résultat avec l'imprimante.
Voici quelques sites où vous pouvez trouver de petites images (si vous n'avez pas accès à internet, vous pouvez nous demander de les télécharger pour vous):
\begin{minipage}{.5\linewidth}
\begin{itemize}
\item \url{https://www.streamlinehq.com/?tab=free};
\item \url{https://www.flaticon.com}
\end{itemize}
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{.5\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=.4\linewidth]{fig/beach.pdf}
\captionof{figure}{Exemple d'image que nous pouvons utiliser pour personnaliser le porte-clés.}
\end{minipage}
\vspace{0.5cm}
\begin{minipage}{.5\linewidth}
Une fois que vous avez choisi l'image que vous souhaitez utiliser dans votre projet, nous pouvons l'importer dans FreeCAD.
Pour simplifier, nous ouvrons un nouveau projet vide et importons le fichier SVG (Fichier $\rightarrow$ Importer...). Une fois que le fichier est sélectionné, nous indiquons de l'importer en tant que svg (comme indiqué ici sur le côté).
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{.5\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=0.7\textwidth]{fig/import.png}
\label{fig:svg}
\captionof{figure}{Comment importer une image svg.}
\end{minipage}
À ce stade, l'image que vous avez choisie est importée sous la forme d'un ou de plusieurs éléments. Si l'image a été divisée en plusieurs éléments, il faut aller dans l'espace de travail \emph{Draft}, sélectionner les différents éléments qui composent la figure et utiliser l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/up.png}} pour les réunir en un seul élément (appelé Compound). Vous pouvez consulter la Figure \ref{fig:up}, qui résume ces étapes.
\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{fig/comp.png}
\caption{Étapes pour fusionner les différentes parties de l'image.}
\label{fig:up}
\end{figure}
Maintenant que l'image est correctement importée, nous devons la transformer en esquisse. Pour ce faire, nous sélectionnons notre nouveau compound et l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/change.png}}.
À ce stade, le compound n'est plus nécessaire et nous pouvons le masquer (clic droit sur le compound, puis masquer la sélection).
Le sketch qui est automatiquement produit est complet avec de nombreux détails qui ne sont pas importants pour nous. En fait, si vous essayez d'ouvrir le sketch, vous verrez qu'il est très complexe. Pour masquer les différents détails, vous pouvez utiliser le menu de l'esquisse et sélectionner ``Outils d'esquisse des B-splines'' puis les 5 premiers éléments. Progressivement, vous verrez que la situation à l'écran se simplifie.
\begin{minipage}{.5\linewidth}
À ce stade, la structure de votre travail devrait ressembler à celle de la Figure \ref{fig:Structure}.
Nous sommes maintenant prêts pour l'étape finale, qui consiste à placer le motif sur le porte-clés et à décider s'il doit être embossé, gravé ou percé.
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{.5\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{fig/project.png}
\captionof{figure}{Structure de notre travail.}
\label{fig:Structure}
\end{minipage}
\vspace{0.5cm}
La première question à se poser est de savoir de quelle taille doit être notre image sur le porte-clés. Nous savons que le porte-clés aura un diamètre de 4 cm. Cherchons à déterminer la taille de notre figure. Nous utilisons l'environnement de travail Sketcher pour analyser notre sketch. Nous utilisons l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/cm.png}} pour prendre une mesure. Vous devez sélectionner deux points de la figure entre lesquels vous souhaitez mesurer la distance.
Si vous êtes satisfait de cette mesure, vous pouvez continuer à placer le sketch sur le porte-clés. Dans le cas contraire, nous modifions la taille de notre dessin.
\paragraph{Changer la taille de la figure.}
L'idée est de créer un nouveau sketch à partir du sketch actuel, mais il sera simplement plus grand (ou plus petit).
Pour commencer, nous utilisons l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/scale.png}}. Il va ouvrir sur la gauche une fenêtre qui va permettre d'indiquer les paramètres du nouveau sketch. Nous devons indiquer que nous voulons faire un changement global et cliquer sur un point de notre figure.
Ensuite, il faut spécifier que l'on veut une mise à l'échelle uniforme et dire que l'on veut un clone. Pour indiquer de combien vous voulez agrandir la figure, vous devez utiliser les facteurs X ou Y. Spécifier 2 comme facteur X signifie que nous voulons le même dessin mais deux fois plus large, ou un facteur 3 dans Y signifie que nous voulons qu'il soit trois fois plus haut. Il suffit de spécifier X ou Y et le programme ajustera automatiquement les autres valeurs. Appuyez maintenant sur OK pour confirmer ce que vous venez de faire.
Le résultat est un sketch en 2D. Il faut le sélectionner et utiliser l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/change.png}} pour obtenir un sketch normal.
\paragraph{Placer le sketch sur le porte-clés.}
La première étape consiste à sélectionner le skecth que vous souhaitez importer sur le porte-clés, à le copier et à le coller dans le corps du projet où se trouve notre porte-clés.
Nous devons maintenant indiquer le côté du porte-clés sur lequel nous voulons le placer (le côté supérieur qui ne repose pas sur le plan XY).
Sélectionnez à nouveau le sketch et dans la partie Données, sélectionnez le Map Mode (les trois points sur le côté).
Nous sélectionnons maintenant dans la partie 3D la face du plan à laquelle nous voulons l'attacher. Pour vous aider, déplacez-vous dans l'espace 3D.
En outre, si vous le souhaitez, vous pouvez utiliser les paramètres de décalage de l'ancrage (en coordonnées locales) pour déplacer votre dessin sur l'axe des x ou sur l'axe des y.
Vous devez maintenant choisir si vous voulez faire un relief, une gravure ou percer le porte-clés (Figure \ref{fig:diff}).
Pour lui donner une épaisseur supplémentaire par rapport au porte-clés, il suffit de faire comme précédemment (avec {\Huge\inlinegraphics{fig/spessore.png}}) et d'indiquer l'épaisseur souhaitée par rapport au porte-clés.
\begin{figure}[htp]
\centering
\includegraphics[width=.3\textwidth]{fig/rilievo.png}\hfill
\includegraphics[width=.3\textwidth]{fig/grave.png}\hfill
\includegraphics[width=.3\textwidth]{fig/buco.png}
\caption{Trois images nous montrent comment nous pourrions insérer l'image dans notre dessin (de gauche à droite) : en relief, en sous-relief ou en perçant le porte-clés.}
\label{fig:diff}
\end{figure}
Pour graver notre dessin ou pour percer d'un côté à l'autre, la procédure est la même.
Nous sélectionnons le sketch et utilisons l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/cavite.png}}. Si l'on veut percer, on indique que l'on veut créer une cavité de face à face dans la partie de paramètre de l'outil qui s'ouvre à gauche. Sinon, nous indiquons la profondeur de la cavité que nous voulons obtenir (en nous rappelant que l'épaisseur de notre porte-clés est de 3 millimètres).
\subsection{Écriture ou chiffres}
Pour insérer des caractères ou des chiffres, accédez à l'espace de travail \emph{Draft} et sélectionnez l'outil {\Huge\inlinegraphics{fig/S.png}}.
Nous sélectionnons un point dans l'espace où nous voulons insérer le texte. Nous saisissons, dans la fenêtre de paramètres qui s'ouvre à gauche, ce que nous voulons écrire et la taille en mm du texte. La dernière étape consiste à entrer la police de caractères dans laquelle nous voulons écrire. Vous trouverez sur le desktop quelques polices de caractères que vous pouvez utiliser. Sélectionnez le fichier de police de votre choix.
Le choix de la police de caractères pour le texte doit être effectué avec soin. S'il est trop fin, il risque de ne pas être visible une fois que le porte-clés sera imprimé.
Lorsque tous ces paramètres ont été définis, sélectionnez OK et vous verrez le texte apparaître dans votre projet.
Pour fixer le texte sur la face du porte-clés, nous répétons la même procédure que pour la fixation de l'image sur la face du porte-clés.
N'oubliez pas que lorsque vous fixez le texte sur le porte-clés, vous pouvez également le déplacer (comme pour l'image).
Veillez à vérifier que le texte que vous avez créé se trouve dans le corps du projet.
Ensuite, nous répétons la même procédure que pour les images, afin de décider s'il faut percer, graver ou mettre en relief.
\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{fig/final.png}
\caption{Exemple de porte-clés terminé. }
\label{fig:final}
\end{figure}
\section{Impression}
Une fois votre projet est terminé, sélectionnez le corps du projet, exportez (Fichier $\rightarrow$ Exporter) et sauvegardez un fichier au format \emph{.stl} $\;$. Vous avez terminé, il ne reste plus qu'à lancer l'impression, et nous vous y aiderons !
\end{document}
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