Les matériaux: de l'origine à la transformation

CT 2.2

Les matériaux : de l'origine à la transformation

A. Diriong

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Un matériau/ Des matériaux

Un matériel / Des matériels

Sommaire

Les matières premières

La Valorisation des matériaux

Les familles de Matériaux

Les procédés de Réalisation

Identification d'un matériau

Vidéo l'Esprit Sorcier

Les principales propriétés

Sources

1: Les matières premières

Les matières premières sont les matières extraites de la nature ou produites par elle et que l’Homme utilise soit directement, soit pour les transformer en biens de consommation.

Elles sont à la base de tout processus de fabrication.

On distingue deux types de matières premières :

- Les renouvelables

- Les non renouvelables

2: Les familles de Matériaux

Les matériaux sont fabriqués à partir de matières premières. Ils ont des caractéristiques physiques, mécaniques et esthétiques différentes qui permettent de les classer en grandes Familles de Matériaux.

Les métaux

Les composites

Les plastiques

Les organiques

Les céramiques

Les métaux

Les métaux sont élaborés à partir de minerais présents dans la nature (terre). Ils peuvent être utilisés purs ou sous forme d'alliage (mélange de plusieurs métaux). Exemples: - Métaux purs: Fer, Cuivre, Aluminium, Chrome, Or, Carbone, Etain - Alliage : Acier (Fer + Carbone), Bronze (Cuivre + étain)

Les organiques

Les organiques se trouvent dans la nature, ils sont issus de matières crées par des organismes vivants. Ils peuvent être d'origine: - Animale: Cuir, Laine, Ivoire - Végétale : Bois Caoutchouc, Liège, Coton.

Les plastiques

Les plastiques appartiennent à la famille des organiques synthétiquescar on ne les trouvent pas dans la nature. Le plastique est un matériau synthétisé à partir du pétrole. Exemples: PVC (Polychlorure de vinyle), PS (Polystyrène), PC (polycarbonate), ABS, PET E

Les céramiques

Les céramiques sont issus des minéraux extraits de la terre tels que le Sable, l'Argile On retrouve le Verre, la Porcelaine, la Terre Cuite, le Béton, le Cristal E

Les composites

Le matériau composite est un assemblage de deux ou plusieurs matériaux. Le composite possède des propriétés supérieures aux propriétés de chacun des matériaux constitutifs. Exemples: Contreplaqué, Fibre de verre, Fibre de carbone, Béton armé. E

3: Identification des matériaux

Cet outil permet d'identifier un matériau utilisé, et sa famille à partir de l'observation de l'objet et de tests simples.E

Par exemple attirance par un aimant, et test de conductivité à l'aide d'un multimètre. E

L'identification s'effectue du centre de la cible vers l'extérieur par choix de critère successifs.E

Exemple pour reconnaitre du Cuivre: Test n°1: Le matériau est-il conducteur? Oui Test n°2: De quelle couleur est le matériau? Brun Test n°3: Le matériau est-il facile à déformer? OuiE

4: Les principales propriétés

C: capacité de colorisation T: peut être Translucide A: Bonne Adhérence

5: La valorisation des Matériaux

La valorisation ou revalorisation des déchets est un ensemble de procédés par lesquels on transforme un déchet matériel en un autre produit, matériel ou énergétique. Les fillières de valorisation des matériaux sont le Recyclage, la Valorisation énergétique (incinération pour produire de la chaleur comme source d'énergie), la Réutilisation dans d'autres matériaux. E

La principale difficulté de la valorisation des matériaux constituant les objets techniques est la difficulté pour les isoler les uns des autres. C'est le cas notamment pour les matériaux composites et pour le matériel électronique.

6: Les procédés de réalisation

Pour fabriquer les pièces d'un objet technique, on part souvent d'un matériau à l'état brut que l'on transforme pour aboutir à la forme souhaitée.E

Un procédé de réalisation est une méthode, une technique (manière) de fabriquer un objet.E

Il existe 4 types de procédés de réalisation :E

- Façonnage par enlèvement de matières avec ou sans formation de copeaux

- Façonnage par déformation de matière

- Façonnage par fusion

- Façonnage par assemblage

Enlèvement de matière

Le façonnage par enlèvement de matière consiste à retirer une partie du matériau en utilisant un outil tranchant.

Sciage /Contournage

Fraisage

Tournage

Perçage

Le Fraisage

Principe : On obtient une ou plusieurs surfaces planes à l'aide d'une fraise tournant et se déplaçant par rapport à la pièce.E

Machine utilisée: Fraiseuse à commande numériqueE

Vidéos:

Le Tournage

Principe : On obtient une ou plusieurs surfaces ayant un axe de symétrie, la pièce tourne et l'outil se déplace pour l'usiner E

Machine utilisée: Tour à commande numériqueE

Vidéo:

Le Perçage

Principe : On obtient des trous cylindriques à l'aide, d'un foret.E

Machine utilisée: Perceuse

Vidéo:

Le Sciage

Principe : On obtient une découpe droite ou courbée.E

Machines utilisées: Scie à chantourner / Scie circulaire / Scie SauteuseE

Vidéo:

Déformation de matière

Le façonnage par déformation de matière consiste à déformer le matériau au-delà de sa limite à froid ou à chaud.

Pliage à Froid

Thermoformage

Pliage à Chaud

Le pliage à froid

Principe : On obtient un pliage rectiligne suivant une droite.E

Machine utilisée: PlieusePlieuse

Vidéo:

Le Thermopliage

Principe : On obtient un pliage rectiligne suivant une droite., le matériau est chauffé pour augmenter sa plasticiité.E

Machine utilisée: ThermoplieusePlieuse

Vidéo:

Le Thermoformage

Principe : On obtient un volume par déformation à chaud du matériau.E

Machine utilisée: ThermoformeusePlieuse

Vidéos:

Fusion

Le façonnage par fusion consiste à rendre liquide un matériau afin qu'il prenne la forme d'un moule ou d'un modèle numérique.

Impression 3D

Injection plastique

L'injection plastique

Principe : On fait fondre le plastique puis on l'injecte dans un moule.E

Machine utilisée: La presse à injecterE

Vidéo:

L'impression 3D

Principe : L’impression 3D permet de générer rapidement une pièce physique à partir d’un fichier CAO en le découpant en tranches puis en déposant ou solidifiant de la matière couche par couche pour, en fin de compte, obtenir la pièce terminée.C’est l’empilement de ces couches qui crée un volume.E

Machine utilisée: L'imprimante 3D

Vidéos:

Assemblage

L'assemblage des matériaux consiste à maintenir en position deux éléments entre eux par un dispositif.Cet assemblage peut être:

Vis-écrou

Vis autotaraudeuse

Clip démontable

Auto-aggrippant (Scratch)

- Démontable:

Soudure

Rivet

Brasure

Colle

- Indémontable:

7: Video : L'Esprit Sorcier

https://www.youtube.com/watch?v=TMe2vZ6DEy4

Le Monde des matériaux

8: Sources

les cahiers developpement durable

Delagrave

Youtube

VS

Techno-Flash

Wikipédia

Merci

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