La conception structurelle des produits fait référence au processus de conception des aspects physiques des produits, tels que dispositifs numériques et appareils ménagersaprès que leur apparence extérieure a été conceptualisée.
Comment comprendre la définition de la "conception structurelle des produits" ?
Cette phase de conception permet de combler le fossé entre la conception esthétique et le processus de fabrication. Par exemple, dans le cas d'un batteur à œufs électrique, une fois que la conception extérieure détaillant sa forme et sa couleur est finalisée, l'étape suivante est la conception structurelle.
Il s'agit notamment d'utiliser la modélisation en 3D pour intégrer dans la conception des composants internes tels que le moteur, les circuits et les interrupteurs. Le processus s'étend à la division de la coque extérieure en plusieurs parties, création de moules pour le moulage par injectionIl s'agit également de s'assurer de la compatibilité et de la fixation des pièces de l'enveloppe avec les composants internes. Il s'agit également de prendre en compte les processus de fabrication et les exigences d'assemblage pour concevoir les parties invisibles du produit.
Enfin, la coquille est produite par moulage par injection et assemblé avec les composants internes pour compléter le batteur à œufs électrique.
La conception structurelle des produits est un domaine complet qui relie la conception à la fabrication pratique. Elle englobe un large éventail de connaissances, notamment la compréhension des processus, des pièces, de l'assemblage, de l'injection de moules, des essais fonctionnels et de la gestion de projet.
Devenir ingénieur en structures de produits : Connaissances de base et formation
Pour devenir un ingénieur en structures, il faut commencer par acquérir certaines connaissances de base. Cette section aborde les bases dont un novice a besoin pour devenir un ingénieur structurel junior, bien que des connaissances supplémentaires soient toujours bénéfiques.
1. Dessin mécanique
L'une des exigences fondamentales de la conception structurelle d'un produit est la suivante dessin mécaniqueCes compétences sont souvent acquises au cours des études universitaires. Les compétences nécessaires sont basiques et ne nécessitent pas de dessin manuel des capacités ou une compréhension des différentes épaisseurs de trait utilisées dans les normes de dessin.
Toutefois, il est essentiel de comprendre les projections orthographiques, les vues latérales et les concepts de base du premier et du troisième angle. Il est essentiel de pouvoir interpréter les dimensions et les principales caractéristiques des pièces à partir des dessins. Ces compétences constituent la base de la conception structurelle des produits.
En règle générale, les étudiants qui se spécialisent dans le dessin industriel et le génie mécanique apprennent cette matière à l'université. Si l'on n'a pas bien compris à l'époque, il est conseillé de revoir les manuels, en se concentrant sur la façon dont plusieurs vues de projection représentent la forme d'une pièce.
Le dessin mécanique est fondamental pour la conception structurelle des produits, et ce pour deux raisons.
Tout d'abord, le logiciel 3D utilisé pour la conception des structures, qu'il s'agisse de CREO, SolidWorks, UG, CATIAou Fusion 360Les logiciels de dessin mécanique fonctionnent selon les principes de la conception paramétrique et transforment les croquis en 2D en modèles en 3D. Un manque de connaissances en dessin mécanique rend l'apprentissage de ces logiciels difficile.
Deuxièmement, la conception structurelle implique souvent l'interprétation de nombreux dessins en 2D, tels que des diagrammes de pièces et des spécifications, pour créer des modèles en 3D. Sans connaissances de base en dessin mécanique, il est impossible d'apprendre la conception structurelle des produits.
Tolérances dimensionnelles
En ce qui concerne les tolérances dimensionnelles, au niveau le plus élémentaire, il n'est pas nécessaire de comprendre des concepts complexes tels que le système d'ajustement ou les zones de tolérance. En revanche, il est essentiel de connaître la signification des petits nombres qui suivent les dimensions de base.
Les tolérances dimensionnelles sont essentielles pour garantir que les pièces s'assemblent correctement dans le produit final. Bien qu'une compréhension approfondie des systèmes de tolérance avancés ne soit pas nécessaire au niveau débutant, il est essentiel de connaître la signification des nombres qui suivent les dimensions principales. Ces chiffres indiquent la variation autorisée de la taille de la pièce, ce qui est essentiel pour garantir la compatibilité et la fonctionnalité de l'assemblage final.
2. Apprentissage des logiciels
Après avoir acquis les bases du dessin mécanique, l'étape suivante consiste à se familiariser avec les logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur). À ce stade, il ne s'agit pas de mémoriser des raccourcis ou des opérations complexes, mais plutôt de comprendre comment ouvrir et modifier des dessins, ajouter des lignes et des dimensions. Ces connaissances préparent le terrain pour l'apprentissage ultérieur des logiciels 3D, qui permettent de convertir les dessins de pièces en 3D en fichiers de fabrication en 2D et de renforcer les compétences en dessin mécanique récemment acquises.
Il est important de noter que le dessin en 2D pur est de moins en moins courant dans la conception structurelle pratique des produits. Toutefois, sa maîtrise peut s'avérer bénéfique, mais n'oubliez pas qu'il ne s'agit que d'une base pour devenir ingénieur en structures de produits, et non de l'ensemble des compétences requises.
Dans le domaine de la conception structurelle des produits modernes, la maîtrise des logiciels 3D n'est pas négociable. Ne vous laissez pas influencer par les ingénieurs chevronnés qui se souviennent de leurs prouesses en dessin 2D ou manuel. L'ingénierie n'est pas qu'une question de savoir-faire ; il s'agit de mettre continuellement à jour ses connaissances et ses compétences. Les gains d'efficacité des logiciels 3D dans la conception structurelle des produits sont considérables et ne peuvent être égalés par les compétences traditionnelles en matière de dessin manuel. Un ingénieur en structures de produits doit être prêt à apprendre en permanence et à s'adapter aux nouvelles connaissances.
Choisir le bon logiciel 3D
Le choix d'un logiciel 3D dépend de l'industrie dans laquelle vous entrez. Par exemple, les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile préfèrent souvent CATIA, même si certains utilisateurs préfèrent UG. Dans ces secteurs, ne pas connaître CATIA peut être un désavantage. UG est largement utilisé dans les industries du moule et de la fabrication en raison de ses caractéristiques robustes. CREO, qui domine les secteurs de l'électroménager et de la conception numérique de produits, doit sa popularité à son adoption précoce par les entreprises taïwanaises. SolidWorks excelle dans la conception mécanique, en particulier dans l'automatisation, grâce à ses fonctions optimisées. Les logiciels émergents tels que Spaceclaim et Fusion 360 méritent également d'être explorés.
Il est essentiel de ne pas se contenter d'un seul logiciel. Chaque logiciel a ses points forts et ils évoluent en permanence en s'empruntant des fonctionnalités les uns aux autres. Croire que le logiciel que vous avez appris est supérieur peut entraver votre évolution en tant que concepteur et conduire à l'obsolescence. L'ouverture d'esprit et l'apprentissage continu sont essentiels.
Ressources pédagogiques pour les logiciels
Une fois que vous avez choisi le logiciel qui correspond à votre parcours professionnel, de nombreuses ressources sont disponibles pour l'apprentissage, notamment des manuels et des vidéos en ligne. L'abondance de matériel en ligne et en librairie fait de l'auto-apprentissage une option viable.
De nombreuses personnes, après avoir maîtrisé les commandes d'un logiciel, se retrouvent incapables de s'engager efficacement dans la conception structurelle d'un produit. En effet, le logiciel n'est qu'un outil ; l'essence de la conception structurelle des produits réside dans les connaissances qui la sous-tendent. Comprendre les principes, les processus et les subtilités de la conception est ce qui permet vraiment d'exceller dans ce domaine.
3. Connaissance des produits de l'industrie
Lorsque nous parlons de produits industriels dans le contexte de la conception structurelle, nous faisons référence à des objets tangibles que les gens utilisent dans leur vie quotidienne. Cela va des téléphones portables aux voitures, en passant par les toilettes, les brosses à dents et les masseurs. En fait, tout objet physique qui répond à un besoin de l'utilisateur ou qui remplit une fonction spécifique entre dans cette catégorie.
Les produits les plus simples peuvent être fabriqués à partir d'un seul matériau et avoir une forme et une fonction spécifiques, comme une cuillère en acier inoxydable. Les produits plus complexes, en revanche, sont constitués d'une enveloppe extérieure et de divers composants internes. Qu'il s'agisse d'une brosse de toilette ou d'une fusée, le principe reste le même : une combinaison d'une enveloppe extérieure et de composants internes, la complexité variant en fonction du nombre de pièces internes.
Dès lors, le rôle de la conception structurelle du produit devient évident. Il s'agit de déterminer comment assembler l'enveloppe extérieure, comment intégrer et fixer les composants internes, et comment s'assurer que ces composants offrent la fonctionnalité souhaitée.
Approfondir les connaissances sur Internet
Pour approfondir votre compréhension, envisagez de rechercher et d'analyser les schémas de démontage de produits courants. Cela vous permettra de mieux comprendre les concepts liés aux coques et aux composants internes des produits.
Les connaissances relatives à l'enveloppe extérieure et aux composants internes du produit constituent un aspect crucial de la conception structurelle du produit. Chaque type de produit présente des caractéristiques et des défis uniques. Il est important de maintenir une perspective d'apprentissage large et d'éviter de se focaliser sur un seul type de produit. Il faut plutôt chercher à saisir l'essence de chaque catégorie de produits et s'engager dans un apprentissage continu.
Composants internes
La plupart des produits, à l'exception de ceux qui ont une fonction unique et ne comportent pas de composants internes, contiennent des composants essentiels tels que des moteurs pour la puissance, des éléments chauffants pour l'énergie thermique, des écrans pour l'interaction, des boutons de commande, des cartes de circuits imprimés, des interrupteurs, des connecteurs, des amortisseurs, des joints et des unités de stockage de l'énergie. Ces composants sont des produits en soi, avec leurs propres sous-composants.
Par exemple, un moteur peut comporter des bobines, des balais de carbone, des aimants, des arbres et des bagues. Lorsque ces composants sont connectés, ils remplissent une fonction spécifique, comme une plaque chauffante connectée à un circuit imprimé et à une prise dans un cuiseur de riz.
Certains produits sont dotés de mécanismes internes complexes comportant de nombreuses pièces mobiles, ce qui nécessite des connaissances en matière de liaisons, de mécanismes à cames, etc. Cet aspect de la conception est souvent pris en charge par des ingénieurs en mécanique ou en automatisation. D'autres produits, comme les petits appareils électroménagers, peuvent comporter moins de pièces mobiles et se concentrer davantage sur la conception structurelle.
La variété des composants internes des différents produits est immense et personne ne peut les connaître tous. Cette diversité explique pourquoi des domaines différents peuvent sembler si distincts. Par exemple, un ingénieur expérimenté dans la conception de smartphones peut ne pas connaître les éléments chauffants des cuiseurs de riz.
La connaissance des composants internes s'accumule au fil du temps. L'observation et la curiosité à l'égard des différents composants que vous rencontrez dans la vie quotidienne peuvent considérablement améliorer votre compréhension et votre expertise en matière de conception structurelle des produits.
Les coques dans la conception structurelle des produits
Dans la conception structurelle d'un produit, la conception de l'enveloppe du produit implique divers processus de fabrication et de traitement de surface. Le choix des matériaux et des techniques de traitement correspondantes est crucial pour façonner l'aspect extérieur et la fonctionnalité du produit.
Les coques des produits sont fabriquées à partir de divers matériaux, chacun nécessitant des méthodes de traitement différentes. Même avec le même matériau, comme le plastique, la technique de transformation peut varier en fonction de la taille, de la forme et d'autres exigences du produit. Les méthodes de transformation du plastique les plus courantes sont le moulage par injection, le formage sous vide, le moulage par soufflage, le moulage par rotation et l'émaillage.
Les plastiques dans la conception des produits
Les matériaux les plus courants pour les coques de produits sont les plastiques et les métaux. Parmi les plastiques, les types fréquemment utilisés sont l'ABS, le PC, le PP, le PE, l'AS, le POM et le TPE. Chaque matériau possède ses propres propriétés, conditions de moulage et méthodes d'identification. Même au sein d'un même type de plastique, les différentes marques ou qualités de divers fabricants peuvent présenter de légères différences de performance.
Les métaux dans la conception des produits
La variété des métaux utilisés dans les enveloppes des produits est également très grande, notamment l'aluminium, l'acier inoxydable, le fer galvanisé et l'acier laminé à froid. Bien que l'on puisse les classer en trois grandes catégories (aluminium, cuivre et fer), le développement industriel a donné lieu à une multitude de qualités et de types.
Par exemple, différentes qualités d'aluminium conviennent à différents processus : 6063 est idéal pour extrusionPar exemple, l'ADC12 pour le moulage sous pression de l'aluminium, les alliages de la série 7000 sont couramment utilisés dans les avions et les engins spatiaux, et le 1145 convient pour les feuilles d'aluminium dans les emballages alimentaires. Il est essentiel de comprendre ces nuances pour concevoir efficacement la structure d'un produit.
Une connaissance approfondie des matériaux et de leurs applications appropriées est essentielle dans la conception structurelle des produits. La collecte régulière d'informations et l'observation des différents matériaux et de leurs utilisations amélioreront considérablement votre capacité à concevoir des structures de produits efficaces et fonctionnelles.
4. Connaissance des différents processus
Moulage par injection
Le moulage par injection est le procédé le plus courant pour les composants en plastique, en particulier dans la conception d'appareils électroménagers. En termes simples, le moulage par injection consiste à faire fondre le plastique à l'état liquide et à le verser dans une cavité métallique. En refroidissant, le plastique se solidifie et prend la forme de la cavité. Pour comprendre le moulage par injection, il faut avoir des connaissances dans trois domaines clés : la fusion du plastique (comprendre les propriétés physiques des plastiques), le moulage dans la cavité métallique (connaître les caractéristiques des plastiques pendant le moulage) et l'éjection de la pièce en plastique de la cavité (comprendre les principes de base du moule).
L'aspect le plus critique de la conception structurelle d'un produit est l'éjection de la pièce. Pour retirer la pièce en plastique, la cavité métallique, ou moule, doit pouvoir s'ouvrir et se séparer en deux moitiés. Si la forme de la pièce en plastique refroidie reste coincée dans la cavité, elle ne peut pas être retirée. C'est pourquoi l'angle entre la forme de la pièce en plastique et le plan de joint du moule doit être inférieur à 90 degrés pour éviter ce problème.
La conception des moules peut inclure des sections mobiles pour faciliter le retrait des pièces. Par exemple, un bol en plastique peut être retiré en déplaçant d'abord la couche métallique extérieure qui le retient. Ces parties mobiles des moules, appelées curseurs ou élévateursLes éléments d'emballage, qui peuvent être utilisés dans les moules, rendent la conception des pièces en plastique plus flexible. Toutefois, leur utilisation doit être réduite au minimum, car ils peuvent augmenter les coûts et la complexité des moules.
Autres techniques de transformation des matières plastiques
D'autres techniques telles que moulage par soufflage, émaillageet moulage par rotation ont chacune leurs propres processus et implications pour la conception structurelle des produits. Il est utile de comprendre ces différentes techniques pour élargir vos capacités et options de conception.
5. Conception d'assemblages dans l'ingénierie structurelle des produits
Après avoir compris la structure de base des différents produits et leurs processus de moulage, l'aspect crucial suivant est la conception de l'assemblage du produit. Il s'agit d'un élément clé de la conception structurelle du produit, qui implique la disposition logique et la fixation sûre des composants internes à l'intérieur de l'enveloppe extérieure du produit.
Assemblage des composants internes
Les assemblage des composants internes Il ne s'agit pas seulement de les placer à l'intérieur de la coque ; elles doivent être positionnées avec précision et solidement fixées pour fonctionner efficacement. Lors de la conception structurelle d'un produit, il convient de prendre en compte les aspects suivants : le positionnement des pièces, leur fixation, leur protection et la garantie de leur fonctionnalité. Ces considérations nécessitent une approche holistique et doivent souvent être revues au cours du processus de conception.
Positionnement des pièces
Concevoir le l'emplacement exact de chaque pièce dans le produit est essentielle. Cela implique de déterminer leur position spatiale en trois dimensions et de s'assurer que la méthode de positionnement est pratique et efficace. Le surpositionnement et les difficultés de positionnement, surtout si l'on tient compte des tolérances de fabrication des pièces, sont des défis courants. Même les ingénieurs expérimentés peuvent commettre des erreurs dans ce domaine, par exemple en se basant sur le positionnement des trous sans tenir compte de la précision réalisable dans la fabrication. Il est essentiel de comprendre le concept des degrés de liberté, un sujet abordé dans les cours de conception mécanique.
Sécurisation des composants internes
Il est essentiel de faire la distinction entre les éléments de positionnement et de fixation. Évitez d'utiliser la même caractéristique structurelle pour le positionnement et la fixation, en particulier lorsqu'une grande précision est requise. Le positionnement exige de la précision, tandis que la fixation exige de la solidité. Par exemple, l'utilisation de poteaux à vis pour le positionnement peut fonctionner dans des scénarios de faible précision, mais pour des exigences de haute précision, des poteaux de positionnement dédiés avec des tolérances plus étroites sont nécessaires, les vis ne servant qu'à fixer les pièces.
Les méthodes courantes de fixation des pièces sont les suivantes vissage, collage, soudage, rivetageet parfois mécanismes d'encliquetageBien que ces derniers puissent être moins efficaces contre les impacts, la difficulté consiste à garantir une résistance adéquate. Le défi consiste à garantir une résistance adéquate, et il peut être très utile de tirer des enseignements des conceptions existantes. En outre, il est essentiel de revoir les cours universitaires de mécanique, de science des matériaux et d'analyse par éléments finis. Les logiciels de simulation modernes, capables de modéliser des scénarios tels que les essais de chute, constituent un outil précieux pour les jeunes ingénieurs, qui peuvent ainsi dépasser les méthodes traditionnelles fondées sur l'expérience.
Pour des détails spécifiques sur les encliquetages, les vis, le soudage par ultrasons, le rivetage et le collage, il convient de consulter des ressources spécialisées. Il est important de souligner l'importance de l'apprentissage des logiciels d'analyse par éléments finis et de la mise à jour des capacités de fabrication les plus récentes. S'appuyer uniquement sur l'expérience de la conception sans s'adapter aux nouvelles technologies et méthodes peut rapidement conduire à l'obsolescence dans ce domaine qui évolue rapidement.
6. Protection des composants dans la conception structurelle des produits
Dans la conception structurelle des produits, la protection des composants internes est un point essentiel. Différents produits fonctionnant dans des conditions diverses nécessitent une protection spécifique de leurs parties internes. Il est impératif que les composants ne se délogent pas ou ne se cassent pas dans des conditions normales ou extrêmes, telles que les chutes ou le transport. La conception structurelle doit garantir la durabilité pour une utilisation régulière et la résistance aux situations extrêmes. Les normes de qualité varient d'un produit à l'autre et, par conséquent, les exigences en matière de résistance varient.
Les besoins de protection les plus courants sont l'amortissement et l'absorption des chocs (pour les moteurs, par exemple), ainsi que l'isolation thermique, l'étanchéité à la poussière et l'imperméabilité à l'eau. Ces mesures sont essentielles pour prolonger la durée de vie du produit et garantir son fonctionnement fiable. Le contenu spécifique de l'apprentissage doit être adapté au produit et à ses composants.
Imperméabilisation et anti-poussière
L'imperméabilisation et l'étanchéité à la poussière sont souvent spécifiées par Indices IP (Ingress Protection)La norme IP65, par exemple, indique une résistance totale à la poussière et une protection contre les jets d'eau. Pour y parvenir, les conceptions structurelles des produits intègrent généralement des bagues d'étanchéité en silicone, des composés d'enrobage et des angles de conception pour la protection contre la pluie.
Protection thermique
La protection thermique des composants internes est un autre élément essentiel de la conception structurelle des produits. Les composants tels que les éléments chauffants, les moteurs et les cartes de circuits imprimés génèrent une chaleur importante pendant leur fonctionnement. Si cette chaleur n'est pas correctement dissipée, elle peut endommager les composants.
Les solutions courantes comprennent l'ajout de ventilateurs de refroidissement, de dissipateurs thermiques, de silicone thermoconducteur et de matériaux de dissipation thermique à base de graphène. Les connaissances et les logiciels d'analyse thermique sont utilisés pour calculer si un dissipateur thermique particulier peut répondre aux exigences de refroidissement des composants du produit. Les principes impliqués comprennent le transfert de chaleur, la convection et la capacité thermique spécifique, tels qu'enseignés dans les cours de physique du secondaire, mais l'application pratique dans la conception de produits nécessite des connaissances professionnelles.
Différents produits et composants nécessitent des stratégies de protection variées en matière de conception structurelle. En tant que concepteur de structures de produits, il est essentiel d'accumuler un large éventail d'expériences. Apprendre à partir de conceptions réussies dans une catégorie de produits et appliquer ces connaissances à d'autres catégories peut vous permettre d'améliorer vos compétences en matière de conception par rapport à vos pairs de l'industrie.
7. Mise en œuvre fonctionnelle
Dans la conception structurelle d'un produit, la prise en compte de la mise en œuvre fonctionnelle des composants est un aspect spécialisé et détaillé du processus de conception.
Par exemple, en électronique, la fonction de base d'un haut-parleur consiste à créer des ouvertures pour le passage du son. Une compréhension plus avancée comprend l'ajout d'une mousse d'étanchéité entre le haut-parleur et le boîtier pour former une chambre sonore frontale, et l'assurance que la zone des trous sonores est conforme aux spécifications du haut-parleur pour une transmission optimale du son.
Dans la conception de haut niveau, la création d'une chambre sonore arrière scellée est envisagée, où le volume et la forme sont spécifiquement conçus pour répondre aux exigences acoustiques du haut-parleur, garantissant des courbes de f0 et de fréquence sonore optimales pour une qualité sonore supérieure. Cet aspect de la conception, souvent invisible pour les non-initiés, implique un travail et des détails considérables. Pour apprendre dans ce domaine, il faut se plonger dans chaque composant fonctionnel, le comprendre, le concevoir, le tester et l'améliorer.
Concevoir pour le mouvement et l'espace
Un autre aspect courant de la mise en œuvre fonctionnelle est la conception du mouvement et de l'espace. Par exemple, lorsqu'un moteur entraîne un mécanisme de tringlerie, la conception structurelle doit tenir compte de la mécanique du mouvement de la tringlerie et garantir un espace adéquat pour son fonctionnement. Comme la plupart des produits visent la compacité, l'espace interne est souvent limité. Déterminer les dégagements appropriés et comprendre l'espace minimum requis pour chaque type de composant fonctionnel est crucial et s'acquiert avec l'expérience.
Surmonter les barrières industrielles dans le domaine de la conception
Les connaissances relatives à la protection des composants internes et à leur fonctionnalité constituent souvent la principale barrière à l'entrée dans les différents secteurs industriels de la conception structurelle des produits. Toutefois, ces défis ne sont pas insurmontables. Il s'agit de comprendre comment utiliser chaque composant de manière sûre et efficace, de suivre un processus de pensée unifié et de compléter les connaissances dans les domaines qui ne sont pas familiers. Une grande partie de ces connaissances a été distillée dans des valeurs expérientielles spécifiques à l'industrie.
Si le raisonnement théorique sous-jacent peut être complexe, dans la pratique, la compréhension de ces valeurs expérientielles peut conduire à des conceptions structurelles de produits rapides et efficaces. Il est important de ne pas se laisser intimider par des théories apparemment complexes. Croire en la polyvalence et en la capacité d'un concepteur de structures de produits est la clé de la réussite dans ce domaine.
Le rôle de l'expérience et de l'apprentissage continu dans la conception structurelle des produits
La discussion précédente sur la conception structurelle des produits souligne l'importance des valeurs d'expérience. On pourrait penser que la maîtrise d'un logiciel, la compréhension des concepts de base du produit et l'accès aux valeurs d'expérience de la conception sont suffisants pour la conception structurelle d'un produit. C'est à la fois vrai et faux. Pour de nombreux concepteurs structurels de produits débutants, c'est en effet ainsi qu'ils commencent. Cependant, l'interprétation et l'application correctes de ces valeurs d'expérience nécessitent une intériorisation et une compréhension plus approfondies. Connaître les principes de la réussite mais ne pas les appliquer efficacement est un piège courant.
La nécessité d'actualiser les connaissances et les compétences
Dans le domaine de la conception structurelle des produits, la connaissance des processus de fabrication est cruciale lors de la reconstruction des modèles d'apparence. Par exemple, il est essentiel de savoir si un modèle peut être moulé et comment l'optimiser. Ces connaissances doivent être constamment mises à jour et affinées. Lors de la conception structurelle préliminaire, les considérations incluent la manière de faciliter l'assemblage et la production de pièces, d'améliorer l'efficacité de la production et de comprendre les problèmes liés à l'assemblage. Ces aspects nécessitent également un apprentissage et une mise à jour continus.
Lors de l'affinement de la conception structurelle d'un produit, des ajustements mineurs qui peuvent sembler insignifiants à une personne extérieure peuvent s'avérer cruciaux. Les décisions concernant le niveau approprié d'engagement par encliquetage, le bon jeu entre les pièces ou les dimensions optimales des nervures dans le moulage par injection sont toutes fondées sur une compréhension approfondie. Cette compréhension doit être approfondie et englober à la fois le comment et le pourquoi.
Lignes directrices de Motorola en matière de conception
Par exemple, le manuel de conception de Motorola suggère un espace de 0,075 mm entre la lentille (fenêtre transparente) et la coque qui l'entoure. Un concepteur débutant peut se contenter de suivre cette ligne directrice, mais un concepteur plus expérimenté ira plus loin.
Cette valeur spécifique est liée aux valeurs CPK des coques moulées par injection et à la précision de la découpe des lentilles. Elle implique la compréhension des tolérances statistiques et nécessite une mise à jour continue des connaissances. Dans une petite usine, un écart de 0,075 mm peut ne pas être approprié en raison de valeurs CPK différentes de celles du système des fournisseurs de Motorola. La reconnaissance de ces nuances est ce qui distingue un maître concepteur capable de s'adapter sans problème à des environnements et des secteurs d'activité différents.
Pour exceller dans la conception structurelle des produits, il faut s'engager dans une formation continue et une mise à jour des compétences. Cette approche permet au concepteur de rester polyvalent et efficace, quels que soient les changements de lieu ou de secteur d'activité. Il ne s'agit pas seulement de connaître les règles, mais de comprendre leurs raisons sous-jacentes et de les adapter à différents contextes.
Autres connaissances
La maîtrise des logiciels, la compréhension des principes et l'acquisition d'expérience en matière de conception structurelle des produits ne sont qu'un début. Le rôle d'un concepteur structurel de produits englobe bien plus que cela.
Connaissance des composants
Tout d'abord, un concepteur structurel doit connaître les différents composants. De nombreux produits sont conçus de l'intérieur vers l'extérieur, en commençant par sélectionner les composants internes, en les arrangeant efficacement, puis en concevant l'extérieur. Pour ce faire, il faut choisir les composants appropriés et les placer dans des positions qui facilitent à la fois la conception fonctionnelle et esthétique.
Cette tâche implique de comprendre les principes de fonctionnement de ces composants et de collaborer avec les concepteurs industriels et les ingénieurs en matériel pour répondre aux exigences fonctionnelles et esthétiques. En raison de la complexité de ce travail, des fonctions spécialisées telles que celles d'ingénieur Stack ou d'architecte produit ont vu le jour, exigeant un mélange de réflexion sur le produit, de réflexion structurelle et d'esthétique du design, ainsi que des connaissances en matière de matériel.
Visites d'usines et compréhension des processus de fabrication
Un concepteur structurel de produits doit également visiter diverses installations de fabrication et d'assemblage, telles que des usines de moules et des lignes de production. Il est essentiel de comprendre comment les différentes conceptions se comportent dans le cadre des divers processus de fabrication et d'assemblage.
Cette connaissance permet au concepteur d'optimiser ses conceptions pour la fabrication, en améliorant le rendement du traitement des pièces et l'efficacité de l'assemblage. Les ingénieurs structurels sont responsables de la création des instructions d'assemblage initiales, qui servent de guide pour la configuration de la ligne de production et la compréhension du produit.
En outre, le concepteur structurel d'un produit est chargé d'organiser la nomenclature de l'ensemble du produit et de distribuer les plans de fabrication correspondants aux différents fournisseurs, y compris les fabricants de moules, les usines de tôle, les usines d'emboutissage, les usines de silicones, etc.
La coordination avec ces fournisseurs pour s'assurer que chaque pièce est produite correctement et répond aux normes de qualité constitue une part importante du travail. Les décisions concernant les tolérances acceptables et la planéité de la surface pour la compatibilité de l'assemblage sont cruciales et relèvent de la compétence du concepteur. En raison de la charge de travail, des fonctions spécialisées telles que celles d'ingénieur en moulage ont été créées pour gérer ces tâches spécifiques.
Les responsabilités permanentes d'un concepteur structurel de produits
Le travail d'un concepteur structurel de produits ne se termine pas avec l'achèvement des conceptions et l'assemblage initial du produit. En fait, une nouvelle phase, souvent plus longue, commence, axée sur l'assurance qualité et le respect des normes.
Avant qu'un produit ne soit commercialisé, il doit passer divers contrôles de qualité et certifications, tels que les normes 3C au niveau national ou les normes FDA et CE pour les exportations. Le rôle du concepteur consiste à rechercher ces normes au préalable pour s'assurer de leur conformité, à analyser les problèmes après les tests et à itérer la conception jusqu'à ce qu'elle réponde à toutes les exigences. Ce cycle d'assemblage, d'essais, de résolution des problèmes et de nouveaux essais se poursuit jusqu'à ce que le produit soit prêt pour la production en série.
Même lorsqu'un produit est prêt pour la production en série, le travail du concepteur structurel n'est pas terminé. Il doit s'assurer que chaque pièce répond aux normes requises et communiquer ces spécifications à chaque fournisseur. Cela implique de définir des tolérances acceptables et de créer une documentation traçable pour résoudre tout problème de qualité pendant la production en série. En cas de problème, le concepteur doit trouver des solutions immédiates et à long terme, jouant ainsi le rôle de "gardien du produit".
Récapitulation : Connaissances et interactions dans la conception structurelle des produits
En réfléchissant aux connaissances fondamentales requises pour la conception structurelle d'un produit, il est clair qu'une solide compréhension des principes de conception, des logiciels, de la connaissance des composants, des processus de fabrication, des techniques d'assemblage, des normes de qualité et de la logique de résolution des problèmes est essentielle.
Les interactions avec divers professionnels sont une constante dans cette fonction. Le concepteur structurel de produits collabore avec les planificateurs de produits, les concepteurs industriels, les ingénieurs en matériel, les fournisseurs, le personnel de la chaîne de production, le personnel chargé du contrôle de la qualité, les testeurs et les chefs de projet.
Une compréhension globale est nécessaire, englobant l'esthétique, le matériel, la planification des produits, la coordination avec divers fournisseurs et usines d'assemblage, la connaissance des normes de qualité et la familiarisation avec les méthodes d'essai. La capacité à identifier et à résoudre les problèmes est cruciale dans ce rôle aux multiples facettes.
Conclusion : Le parcours professionnel polyvalent d'un concepteur structurel de produits
Un concepteur structurel de produits est impliqué dans presque toutes les étapes du cycle de vie d'un produit. Son rôle ne se limite pas à la phase de conception initiale, mais s'étend à l'ensemble du processus de mise sur le marché d'un produit. Cette implication globale leur confère un ensemble unique de compétences et de connaissances qui leur confère une grande adaptabilité et une grande polyvalence dans leur carrière.
Transitions de carrière potentielles
Grâce à leur vaste expérience et à leur compréhension des différents aspects de l'activité des développement de produitsLes concepteurs structurels de produits trouvent souvent des possibilités de transition de carrière à l'intérieur et à l'extérieur de leur domaine d'origine. Parmi les changements de carrière les plus courants, on peut citer
- Planification des produits : Leur implication profonde dans le processus de conception leur permet d'acquérir les compétences nécessaires pour élaborer des stratégies et planifier de nouveaux produits de manière efficace.
- Approvisionnement et développement des ressources : La compréhension de la dynamique des fournisseurs et des processus de fabrication peut les conduire à des rôles dans la gestion des achats et des ressources.
- Planification de la qualité : La connaissance des normes de qualité et des procédures d'essai peut ouvrir la voie à une carrière dans l'assurance et le contrôle de la qualité.
- Gestion des usines : Les interactions fréquentes avec les lignes de production et les processus de fabrication peuvent conduire à des rôles de gestion d'usine.
- Gestion de projet : L'exposition à l'ensemble du cycle de développement des produits, de la conception à la production, les rend aptes à exercer des fonctions de gestion de projet.
Les seuls domaines où les transitions sont moins fréquentes sont le design industriel et l'ingénierie du matériel, qui requièrent des compétences spécialisées qui ne sont généralement pas l'apanage d'un concepteur structurel de produits.
Un monde de possibilités
En résumé, la carrière d'un concepteur structurel de produits est marquée par l'étendue de ses connaissances et la profondeur de son expérience, ce qui lui ouvre de nombreuses voies d'évolution et de transition professionnelles. Leur compréhension globale du cycle de vie des produits, de la conception à la production et à l'assurance qualité, fait d'eux des atouts précieux dans diverses fonctions au sein des industries.
