Conception de la Boite de chocolats Ferrero Rocher en CATIA - Conception Mécanique - Construction Mécanique - CAO



BOITE DE CHOCOLATS



Document préparé avec Catia V5R15 Sp3

Nous allons commencer par modéliser la base de la boîte.
Faites un nouveau fichier Part en lui donnant un nom de référence significatif, ce nom se retrouvera plus tard dans une nomenclature, ce sera Ferrero-base.

Enregistrez votre dessin sous le nom Ferrero-base.CATPart
N'oubliez pas d'enregistrer de temps en temps votre travail
Utilisez le ZOOM à chaque fois que cela est nécessaire

La boîte de base pièce fait 183x111, nous allons travailler sur un quart de pièce afin d’utiliser les symétries.
Dans le plan XY, faites une esquisse rectangulaire de 91.5x55.5, attention à sa position par rapport aux axes H et V.
Figure 1
Extrudez ce rectangle de 53 dans le sens Z positif.

Sur 3 des arêtes, faites un chanfrein de 10 à 45 degrés, attention au choix des arêtes afin de prévoir les symétries par rapport aux plans ZX et YZ. Le plan Z = 0 sera le plan de base de cette boîte.
Figure 2
Afin d'obtenir la forme des angles inférieurs, créez un plan défini par 3 points.

   
Figure 3
Tracez une esquisse triangulaire qui passe par les 3 sommets, puis faire une poche qui enlèvera la matière.
Cachez le plan utilisé pour l'esquisse précédente.
              

Figure 4
    Faites une symétrie de ce volume par rapport au plan ZX, puis une autre avec le résultat obtenu par rapport au plan YZ.

Figure 5
    Faites une coque d'épaisseur 1.5 en retirant la face supérieure de la boîte.
Figure 6
Figure 7
Vous devez maintenant réaliser la forme qui va recevoir le couvercle de la boîte, ce sera une rainure au sens du logiciel. Pour ceci il faut utiliser une section (Profil) et un chemin (Courbe guide) que suivra cette section.
L’esquisse de la section sera représentée dans le plan YZ par exemple.
L'esquisse sera un rectangle de largeur 1 et de hauteur 5.5, qui sera aligné sur la face supérieure et sur la face latérale extérieure de la boîte.
Figure 8
    Afin d'obtenir la courbe guide de votre rainure, vous devez projeter les bords extérieurs de la boîte sur un plan d'esquisse choisi au niveau du plan supérieur de la boîte.
    Vous avez donc 2 esquisses disponibles au niveau de l'arbre du modèle, l'une sera le Profil (section), l'autre sera la Courbe guide (chemin).
Figure 9
    Réalisez la rainure afin d'obtenir le résultat de la Figure 10.
   
Figure 10

Remarque : il aurait été possible de faire la coque puis la rainure sur ¼ de pièce avant les symétrie, mais attention à l'ordre.
Votre base de boîte est réalisée.
Cachez les éléments de travail, ici le Repère absolu.
Enregistrez votre travail et fermez la fenêtre de votre modèle.

    Le couvercle présente la même géométrie, nous allons donc avantageusement utiliser le travail déjà fait pour la base.
    Dans le menu Fichiers, utilisez la commande Créer à partir de …, puis vous choisirez la pièce que vous venez de faire, donc Ferrero-base.CATPart.
    Attention, avec cette méthode toute évolution de la base ne sera pas répercutée sur le couvercle, mais seulement 2 cotes vont rester communes à la base et au couvercle, donc on pourra utiliser 2 paramètres pour gérer ceci, ce sera fait un peu plus tard.
Donnez à votre produit un nom de référence Ferrero-couvercle.
Figure 11
    Enregistrez votre travail sous le nom Ferrero-couvercle.CATPart.
    Modifiez la hauteur de la première extrusion, pour la mettre à 25 mm.
Modifiez la fonction coque, en lui donnant une épaisseur de 2mm.
   
Figure 12

Il ne reste plus qu'à redéfinir la forme de l'esquisse correspondant à la section de la rainure et l’aligner sur la face interne du couvercle au lieu de la face externe pour la base.
Editer Esquisse.3
Justifiez cette définition de l’esquisse par une petite cotation fonctionnelle.

Figure 13
    Effacez l’ancienne courbe guide, c'est-à-dire Esquisse.4.
    Afin d'obtenir la courbe guide de votre rainure, vous devez projeter les bords intérieurs du couvercle sur le plan d'esquisse choisi au niveau du plan inférieur du couvercle.

    Réalisez la rainure afin d'obtenir le résultat de la Figure 14.
Figure 14
Enregistrez votre travail et fermez le fichier.

    Il faut maintenant réaliser l'assemblage de ces 2 éléments, pour ceci faites un nouveau document de type Product ou assemblage, donnez-lui le nom Ferrero.
Enregistrez votre fichier sous le nom Ferrero.CATProduct.
Placez vous dans l'atelier Assembly Design.
    Insérez les 2 composants existants dans l'assemblage.
    Définissez une contrainte de fixité sur la base.

    Le couvercle sera contraint par rapport à la base à l'aide d'une contrainte de contact surfacique et 2 contraintes de coïncidence des surfaces extérieures, attention aux normales.
Figure 15
Cachez les contraintes d'assemblage.
En utilisant Gestion des enregistrements …, enregistrez le produit et les 2 pièces.
Figure 16
Vous allez maintenant analyser votre assemblage.
Faites une coupe de l’assemblage (Fonction d’assemblage) en utilisant le plan YZ de la base.
   
Figure 17
Figure 18
    Désactivez puis activez cette fonction d’assemblage.
Utilisez l’outil de détection de collisions.
      
Figure 19
Utilisez l’outil d’analyse de sections et coupes.
           
Figure 20
Fermez la ou les fenêtres de coupe, supprimez la fonction Section.1
Désactivez la fonction coupe de l’assemblage, en mettant à jour l'assemblage.
En utilisant Gestion des enregistrements …, enregistrez le produit et les 2 pièces.

    Dans cette boîte il y a 2 couches de 15 rochers chocolat séparées par un intercalaire.
    Modélisez cet intercalaire, épaisseur = 0.15mm en Z>0, attention à positionner l’esquisse du plan XY symétriquement par rapport aux axes H et V, ceci servira plus tard.
    Donnez le nom Ferrero-intercalaire à votre pièce et enregistrez la sous ce même nom.

Figure 21
Pensez aux paramètres.
Cachez les éléments de travail, ici le Repère absolu.
Enregistrez votre travail et fermez le fichier.

Modélisez la barquette recevant le rocher, en faisant une nouvelle pièce Ferrero-barquette.CATPart.
    Cette pièce sera modélisée en surfacique, car elle ne possède pas d’épaisseur significative.
Figure 22
Ne pas oublier de Créer un set géométrique qui servira à mettre les surfaces, même si cette option n'est plus obligatoire maintenant, mais elle permet de bien classer les éléments.
Figure 23
    Passez dans l'atelier surfacique Generative Shape Design
    Choisissez le Set géométrique.1 comme objet de travail.
    De plus vous utiliserez une répétition circulaire de 36 instances.
    Choisissez le plan XY comme plan d’esquisse.
    Esquissez un secteur dont seul l’arc de cercle de sera utilisé, donc le reste de l’esquisse sera créé en éléments de construction, respectez les symétries.
Figure 24
Figure 25
Quittez cette esquisse.
Créez un plan décalé de 14 mm par rapport au plan XY, en Z > 0, ceci correspond à la hauteur de la barquette.
Figure 26
    Choisissez ce plan comme plan d’esquisse.
    Esquissez une ligne brisée et 2 autres lignes créées en éléments de construction, respectez les symétries et les coïncidences avec l'arc précédent.
                    
Figure 27
Vous disposez ainsi de 2 esquisses, un arc de cercle et une ligne brisée, comme on peut le voir sur la Figure 27.
Il est possible de créer une Surface multi-sections en passant par l’atelier Generative Shape Design.
Attention aux sens de parcours.
Figure 28
     
Figure 29
    Dans le plan XY, esquissez 2 lignes définissant un secteur s’appuyant sur l’Esquisse.1.
    Faites un remplissage de ce secteur en utilisant l’Esquisse.1 et l’Esquisse.3 que vous venez de faire.
   
Figure 30
    Assemblez les 2 surfaces que vous venez de créer, afin de pouvoir utiliser cet assemblage comme objet à copier dans la répétition circulaire.
   
Figure 31
Figure 32
Figure 33
Remarquez que tous les éléments surfaciques que vous venez de construire sont dans le Set géométrique.1.
Changez la couleur du Set géométrique.1.
Cachez les éléments de travail, le Repère, Esquisse.1, Esquisse.2, Esquisse.3 et le Plan.1.
Enregistrez votre travail et fermez le fichier.

    Faites une nouvelle part, Ferrero-rocher.CATPart.   
    Nous allons travailler encore en surfacique dans l'atelier Generative Shape Design
Ne pas oublier de Créer un set géométrique qui servira à mettre les surfaces, même si cette option n'est plus obligatoire maintenant, mais elle permet de bien classer les éléments.

Figure 34
Le rocher peut être considéré comme une sphère, créez une sphère de rayon 16 à l’origine du repère.

       
Figure 35
Le rocher est enveloppé par un papier doré, avec une image (fichier JPEG) de ce papier, il est possible de faire un plaquage de texture sur la sphère.
Cachez les éléments de travail, ici le Repère absolu.
Enregistrez votre travail.
Affectez le matériau Plastique à la pièce; attention de ne pas choisir un matériau ayant déjà une texture afin de ne pas la superposer avec celle de l'image que l'on va utiliser.
Figure 36
Editez les propriétés du matériau affecté à la pièce et réglez les paramètres de l'onglet Rendu.
Figure 37
Passez en mode rendu réaliste avec application des matériaux sans arêtes mortes.
Figure 38
Enregistrez votre travail et fermez le fichier.

Il faut maintenant remplir la boîte avec les rochers dans leurs barquettes.
Ouvrez le fichier Ferrero.CATProduct.
Nous allons déjà constituer un sous ensemble avec la barquette et le rocher.
Dans le produit, insérez un nouveau produit, ce sera Ferrero-barquette-remplie.
En utilisant Gestion des enregistrements …, enregistrez le produit.

Figure 39
Editez le produit Ferrero-barquette-remplie, en l'ouvrant dans une nouvelle fenêtre.
Insérez la barquette et le rocher.
Montrez le repère de la barquette.
Positionnez le rocher dans la barquette, attention aux contraintes utilisées.

Figure 40
Cachez les contraintes de cet assemblage.
En passant par l’option Gestion des enregistrements …, enregistrez votre travail.
Contraignez la barquette par rapport à la pièce de la boîte Ferrero-base.CATPart.
Cachez le repère de la barquette.
    Insérez l’intercalaire et positionnez-le en utilisant les plans de référence.
A l’aide d’un Copier/Coller, mettez une seconde instance de la barquette remplie au dessus de la première, puis contraignez-la, cotes de 18, 18 et 48.15 au niveau du centre de la sphère.
Vérifiez que les contraintes mises en place donnent le bon résultat.
Figure 41
A l’aide de la commande de multi-instanciation, complétez le remplissage de la boîte.
Figure 42
Cachez toutes les contraintes, cachez les plans et repères des pièces.
    Affectez des matériaux à la base et au couvercle, ceci est facultatif, puis définissez la transparence à la valeur maxi de 255, attention de ne pas la définir au niveau du produit et au niveau de son instance.

    Analysez les interférences entre la barquette et la boîte de base avec l’outil d’analyse de sections et coupes.
      
Figure 43
Utilisez l’outil d’analyse de sections et coupes.

Figure 44
    Modifiez le diamètre de base de la barquette en le passant de la valeur 29 mm à la valeur 22 mm afin de voir l’évolution des interférences, on pourra aussi jouer avec la valeur des chanfreins sur la boîte de base en les passant de la valeur 10 mm à la valeur 8 mm, mais attention aux chanfreins du couvercle car les définitions des 2 pièces ne sont pas liées.
Figure 45

Figure 46
Figure 47


Figure 48
    Enregistrez et fermez tous les documents.   
Il reste à ajouter une étiquette avec le logo Ferrero.
    L'image scannée de ce logo existe, elle se nomme Logo-Ferrero.jpg, vous la trouverez sur M:\catia\Ferrero.
    Nous allons nous appuyer sur cette image pour réaliser la pièce Ferrero-etiquette.CATPart.
    Allez dans l'atelier SketchTracer, vous devez y ouvrir un Product qui se nommera Ferrero-projet-etiquette.CATProduct.
    Mettez vous en Vue de Face, le plan de l'écran doit corresponde au plan YZ de la boussole.
    Lancez la création d'une esquisse immersive en choisissant le fichier Logo-Ferrero.jpg comme Tableau.
       
Figure 49
    Réglez les caractéristiques du Tableau comme indiqué sur la Figure 46, attention de bien positionner l'axe vertical au niveau de l'axe de symétrie de l'image et de régler la taille horizontale de l'image à 42 mm.






   



Figure 50
    Dans ce Product, insérez une nouvelle pièce, ce sera Ferrero-etiquette.CATPart, enregistrez la Part et le Product.
    Editez la Part et dans le plan YZ de cette pièce, faites une esquisse qui se limitera à la partie centrale de l'étiquette, comme indiqué sur la Figure 47, certaines lignes ne sont pas cotées elles seront donc placées à la volée en essayant de se caler sur l'image.

Figure 51
    Quittez l'esquisse et faites un remplissage de surface depuis l'atelier Generative Shape Design.
   
Figure 52
    Dans la Part, cachez Esquisse.1
Dans le Product, cachez Tableau 1
    Enregistrez votre travail
    Attribuez un matériau sans texture à la Part, ce sera du Plastique par exemple.

Réglez l'éclairage en suivant la Figure 49 et vérifiez que vous êtes bien en mode Rendu réaliste avec application des Matériaux.
Figure 53
Editez les propriétés de ce matériau au niveau de l'arbre du modèle, avec peut-être Inversion de U, mais l'étiquette peut se regarder par l'arrière aussi.
   
Figure 54
Figure 55
    Fermez le Product et la Part en enregistrant tout.
    Revenez dans le fichier Ferrero.CAProduct et insérez-y la pièce Ferrero-Etiquette.CATPart.
    Mettez en place une contrainte de distance entre la face arrière de l'étiquette et la face supérieure du couvercle, la valeur sera de 0.1 mm ceci dans le seul but d'éviter des problèmes d'affichage de l'image.
    Mettez le plan ZX de l'étiquette en coïncidence avec le plan YZ du couvercle.
    Mettez un bord de l'étiquette à une distance de 0.1mm avec une arête du couvercle, ce qui peut poser problème si vous n'avez pas mis le chanfrein du couvercle à la valeur de 8 mm comme celui de la base.
    Cachez les contraintes.
    Enregistrez votre travail.

    Et maintenant bonne dégustation, ces chocolats ne sont pas trop indigestes.

    Il existe une autre boîte qui contient 16 rochers au lieu de 30, en utilisant les modèles de la première boîte, concevez cette seconde boîte.

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