PROJET

PROJET
C2 – Chassis et matériaux
Objectif
Dans ce TP, il va te falloir tester et comparer plusieurs matériaux afin de pouvoir choisir celui
que nous allons utiliser pour le chassis du prototype de notre client
I- Définitions (à mettre dans le lexique)
- Chassis (mécanique) : C'est la pièce principale d'un moyen de transport, sur laquelle seront fixées la plupart des
autres pièces (on l'appelle parfois aussi "base" ou "cadre")
- Conducteur (électricité) : qui laisse passer
- Isolant (électricité) : qui empêche de passer
I- Les caractéristiques voulues pour le chassis
Exercice 1 : Avec l'aide de tes camarades d'équipe et de la "lettre du client", remplis le tableau ci-dessous
a- Dans la colonne "Importance", classe les six caractéristiques en te posant la question suivante : Qu'est ce qui est
le plus important pour le chassis ? ( Tes réponses iront de "1" le plus important jusqu'à "5" le moins important)
b- Dans la colonne "Niveaux attendus", entoure pour chaque caractéristique le niveau que l'on souhaite avoir pour
répondre à la fonction d'usage du chassis du prototype
Importance
Caractéristique
Conductivité électrique
(qui laisse passer ou pas le
courant électrique)
Adhérence
Niveaux attendus
Isolant = 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Glissant = 1
Prix
Dureté
Adhérent = 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(qui glisse ou pas)
Masse
Conducteur = 10
Léger = 1
Lourd = 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Peu cher = 1
Très cher = 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Mou = 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Dur = 10
Exercice 2 : Pour résumer, et à l'aide du tableau précédent, comment devra être le matériau avec lequel sera
fabriqué le chassis du prototype (Tu entoureras la bonne réponse. Pour les réponses avec "faux", tu dois
justifier) ?
a- Il devra plutôt laisser passer le courant électrique
vrai
faux : ...................................................................
b- Il devra être plutôt lourd
vrai
faux : ...................................................................
c- Il devra coûter cher
vrai
faux : ...................................................................
d- Il devra bien accrocher
vrai
faux : ...................................................................
e- il devra être plutôt mou
vrai
faux : ...................................................................
ATTENTION : avant d'aller plus loin, appelle le professeur pour vérification !
PROJET
II- Les caractéristiques des matériaux
Tu vas maintenant devoir tester et comparer plusieurs matériaux afin de savoir lequel va le mieux correspondre à
ce que l'on souhaite pour le chassis du prototype
C2 – Chassis et matériaux
1- Les sept matériaux
Voici les sept matériaux que tu vas devoir tester ainsi que les familles auxquelles ils appartiennent.
Famille de matériaux
Matériaux
Métallique
Cuivre, Aluminium
Organique (plastique)
Plexiglas, P.V.C expansé
Organique (naturel)
Sapin, Caoutchouc
Minéral
Ciment
2- La dureté
Cette caractéristique permet de savoir si un matériau est plus ou moins dur (ou mou).
Exercice : A l'aide de la malette VM 50 (Test de dureté), complète le tableau suivant. Tu trouveras la procédure à
suivre à l'intérieur de la malette.
Cuivre
Aluminium
Sapin
Plexiglas
P.V.C
Ciment
Caoutchouc
Diamètre de la
trace de l'impact
(en mm)
Classement par
ordre de dureté
(1 = le plus dur, 7 = le
moins dur)
3- L'adhérence
Cette caractéristique permet de savoir si un matériau accroche plus ou moins sur une surface plane ou
inclinée
Exercice : A l'aide de la malette VM 30 (Test de l'adhérence), complète le tableau suivant. Tu trouveras la
procédure à suivre à l'intérieur de la malette.
Cuivre
Angle relevé
lors du
décrochage
Classement
(1 = angle le plus
important, 7 =
angle le plus
faible)
Aluminium
Sapin
Plexiglas
P.V.C
Ciment
Caoutchouc
4- La conductivité électrique
PROJET
Cette caractéristique permet de savoir si le matériau laisse passer le courant électrique ou pas
C2ressource
– Chassis
et matériaux
Exercice : A l'aide du multimètre et de la fiche
"Conductivité
électrique", complète le tableau suivant en
mettant des croix au bon endroit.
Matériaux
Cuivre
Aluminium
Sapin
Plexiglas
P.V.C
Ciment
Caoutchouc
Conductivité
Oui
Non
5- La masse volumique
Cette caractéristique permet de savoir si le matériau est plus ou moins léger. Mais, pour pouvoir comparer
les matériaux entre eux il faut qu'ils aient absolument le même volume (donc les mêmes dimensions).
Exercice : A l'aide de la fiche ressource "Masse volumique", classe les matériaux du plus léger au plus lourd
Cuivre
Aluminium
Sapin
Plexiglas
P.V.C
Ciment
Caoutchouc
Classement (1
= le plus lourd, 8 =
le plus léger)
6- Le prix
Cette caractéristique permet de savoir si un matériau est plus ou moins cher lors de son achat
Exercice : A l'aide de la fiche ressource " Les tarifs", classe les matériaux du moins cher au plus cher
Cuivre
Aluminium
Sapin
Plexiglas
P.V.C
Ciment
Caoutchouc
Classement par
ordre de prix
(1 = le moins cher,
7 = le plus cher)
III- Le choix du matériau
a- Pour chacune des caractéristiques, surligne dans chaque tableau les trois résultats qui correspondent le
plus au matériau que l'on souhaite pour le chassis du prototype
b- Par rapport aux résultats surlignés quel est le matériau que tu vas finalement choisir pour le chassis du
prototype ?
........................................................................................................................................................................................
c- Quel est celui que tu choisirais en deuxième ?
........................................................................................................................................................................................
Fiche Ressource
Matériaux
PROJET
C2 – Chassis
et matériaux
Masse
volumique
I- Qu'est ce que c'est ?
La masse volumique est une caractéristique très importante qui permet de comparer les masses
des matériaux afin de pouvoir les classer .
Pour la calculer il suffit de prendre un cube de 1m de côté d'un matériau et de le peser. Le
résultat sera exprimé en kg/m3 (= en kilogramme pour un mètre cube).
II – Exemple
Je prends un cube de un mètre de côté de diamant, je le pèse et je constate
qu'il a une masse de 3517 kg. Sa masse volumique est donc de 3517 kg/m 3.
1m
III- La masse volumique de différents matériaux
Tu trouveras ci-dessous et page suivante des tableaux contenant les masses volumique de
différents matériaux. Il te permettront de comparer et de te donner une idée de si un matériau est plus
ou moins léger.
Famille des minéraux
ardoise
amiante
argile
béton
ciment
calcaire
craie
diamant
granite
grès
kaolin
marbre
quartz
pierre ponce
porcelaine
sable
silicium
verre à vitres
Masse volumique
(en kg/m3)
2 700 - 2 800
2500
1700
2 200 (armé 2 500)
2850 – 3100
2 600 - 2 700
1250
3517
2 600 - 2 700
2600
2260
2 650 - 2 750
2650
910
2500
1600
2330
2530
Famille des métaux
acier
fonte
aluminium
argent
béryllium
bronze
carbone (graphite)
cuivre
étain
fer
iridium
laiton
lithium
magnésium
molybdène
nickel
or
palladium
platine
plomb
potassium
titane
tungstène
vanadium
zinc
Masse volumique
(en kg/m3)
7 500-8 1005,6
6 800 - 7 400
2700
10500
1848
8 400 - 9 200
2250
8920
7290
7860
22560
7 300 - 8 800
530
1750
10200
8900
19300
12000
21450
11350
850
4500
19300
6100
7150
PROJET
Famille des organiques
C2 – Chassis
(plastiques)
Masse volumique
et matériaux
(en kg/m3)
PVC expansé
Polypropylène
Polyéthylène basse densité
Polyéthylène haute densité
ABS
Polystyrène
Nylon 6,6
Polyacrylate de méthyle
Polyméthacrylate de méthyle (PMMA - Plexiglas)
Bakélite
Polyéthylène téréphtalate
Polychlorure de vinyle (PVC)
Famille des organiques
(naturels)
acajou
balsa
buis
caoutchouc
cèdre
chêne
compost
contreplaqué
cuir
ébène
frêne
hêtre
laine
liège
peuplier
pin
platane
sapin
teck
terre végétale
700 – 730
850 - 920
890 - 930
940 - 980
1 040 - 1 060
1 040 - 1 060
1 120 - 1 160
1 160 - 1 200
1 180 - 1 190
1 350 - 1 400
1 380 - 1 410
1 380 - 1 410
Masse volumique
(en kg/m3)
700
140
910 - 1 320
920 à 990
490
610 - 980
550 - 6003,4
440 - 880
700 – 790
1150
840
800
10 – 30
240
390
500
650
450
860
1250
Fiche Ressource
Matériaux
PROJET
C2 –Les
Chassis
tarifs et matériaux
I- Qu'est ce que c'est ?
Les tarifs donnés pour les matériaux ci-dessous sont à la tonne. Cela veut dire qu'ils sont
calculés pour l'achat d'une tonne du matériau.
Même s'il est vrai que les tarifs peuvent varier très rapidement d'une semaine sur l'autre (voir
d'un jour sur l'autre), ceux ci-dessous permettent néanmoins d'avoir une assez bonne idée de la valeur
de chaque matériau.
Matériau
Tarif (en €/tonne)
Aluminium
1000
Caoutchouc
1880
Ciment
460
Cuivre
5500
Plexiglas
1240
PVC
505
Sapin
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