Le choix des matériaux

Dans cette section, nous examinerons les différents matériaux sélectionnés pour la construction du robot. Nous comparerons les avantages et les inconvénients des matériaux utilisés, en tenant compte des critères de résistance, de poids et de coût. Une attention particulière sera portée aux innovations matérielles permettant d’améliorer les performances globales du robot.

La question du choix des matériaux pour la construction du robot a été la première à se poser. Ce n’est pas une décision facile à prendre car plusieurs options sont disponibles :

  • PLA : Ce plastique est utilisé par les imprimantes 3D, mais il est assez long à imprimer.
  • TPU : Un plastique flexible utilisé par les imprimantes 3D, offrant des propriétés élastiques intéressantes.
  • Planches de bois : Faciles à découper avec une découpeuse laser.
  • laques d’acrylique : Transparentes et également faciles à découper.

Mais quel(s) matériau(x) choisir ?

Le PLA semble être une bonne idée pour imprimer le châssis et l’ensemble des structures en une seule fois. Cependant, plusieurs problèmes apparaissent rapidement :

  • Temps d’impression : Pour des pièces de grande taille comme le châssis ou les côtés, le temps d’impression dépasse 10 heures, augmentant ainsi le risque d’échec. De plus, cela devient une réelle perte de temps lors des différents essais.
  • Consommation : Plus la durée d’impression est élevée, plus la consommation de PLA augmente. Sachant que la plupart des pièces doivent être refaites plusieurs fois avant d’atteindre la version optimale, la consommation devient importante.

En résumé, le PLA fera perdre énormément de temps sur des pièces non adaptées alors qu’il existe de meilleures alternatives. Cela dit, ce matériau sera tout de même utilisé pour de petites pièces rapides à imprimer.

Le TPU est une autre option intéressante, en raison de sa flexibilité et de ses propriétés élastiques. Cependant, il présente des défis similaires à ceux du PLA en termes de temps et de consommation d’impression. De plus, sa flexibilité peut ne pas convenir à toutes les parties du robot.

Les planches de bois de 3 mm constituent le meilleur choix pour ce robot. Elles sont faciles et rapides à découper avec une découpeuse laser. Il suffit de générer un fichier au format .DXF et la découpeuse produit le motif sur la planche de bois. C’est un moyen précis d’obtenir les pièces désirées et en cas de légers problèmes, le bois est facile à travailler : possibilité de découper à nouveau, de poncer, de perforer, etc. Pour certaines plaques, nous avons choisi des planches de 5 mm afin d’obtenir une structure plus rigide.

La dernière option est la plaque d’acrylique de 3 mm, aussi efficace que la planche de bois mentionnée précédemment, mais avec un temps de découpe environ trois fois plus long. Cela dit, le rendu du motif est tout aussi précis, avec en plus une touche de modernité selon la couleur choisie. Ce matériau sera utilisé pour le châssis afin de permettre l’observation de l’intérieur du robot et de vérifier le bon emplacement des différentes pièces.

Les coûts des matériaux

Un autre facteur crucial dans le choix des matériaux est le coût. Chaque matériau présente des avantages spécifiques, mais il est important de considérer leur coût pour rester dans le budget du projet.

  • PLA : Le PLA est relativement abordable, ce qui en fait un choix populaire pour l’impression 3D. Cependant, en raison de la consommation élevée nécessaire pour imprimer de grandes pièces et du risque de devoir refaire plusieurs impressions, les coûts peuvent rapidement s’accumuler. De plus, le temps d’impression prolongé se traduit indirectement par des coûts supplémentaires en termes de consommation énergétique et d’usure des équipements.

  • TPU : Le TPU est plus cher que le PLA, principalement en raison de ses propriétés élastiques uniques. Bien que sa flexibilité puisse être bénéfique pour certaines applications, le coût plus élevé et le temps d’impression comparable à celui du PLA en font une option moins économique pour la majorité des pièces du robot.

  • Planches de bois : Les planches de bois, surtout celles de 3 mm et 5 mm, sont très économiques. Le bois est non seulement abordable, mais il permet également de réaliser des découpes rapides et précises avec une découpeuse laser, ce qui réduit les coûts de production en termes de temps et d’énergie. En outre, les erreurs peuvent être corrigées facilement et à moindre coût, ce qui n’est pas le cas avec les matériaux plus coûteux comme le PLA ou le TPU.

  • Plaques d’acrylique : Les plaques d’acrylique sont plus chères que le bois, mais elles offrent des avantages esthétiques et pratiques, tels que la transparence et la possibilité d’observer l’intérieur du robot. Le temps de découpe plus long peut augmenter légèrement les coûts opérationnels, mais l’acrylique reste une option viable pour des pièces spécifiques où ces caractéristiques sont cruciales.

En résumé, tout en tenant compte des propriétés spécifiques et des avantages techniques de chaque matériau, le coût reste un facteur déterminant. Pour ce projet, les planches de bois apparaissent comme la solution la plus économique et pratique, mais l’acrylique sera utilisé de manière pour ses propriétés transparentes. Le PLA et le TPU, bien que potentiellement utiles, sont moins économiques et seront donc réservés à des usages spécifiques où leurs propriétés sont indispensables.