bases:fabnum:initiations:dessin-technique-et-cao3d [WIKIBAM | Wiki des Beaux-Arts de Marseille]

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====== Dessin Technique & CAO 3D ======

===== Objectifs Pédagogiques =====

  * Comprendre l'évolution historique de la représentation technique jusqu'au logiciel 3d.
  * Faire la différence entre dessin artistique et dessin technique.
  * Utiliser et interpréter les conventions et normes officielles (vues, échelles, cartouche, tolérances).
  * Différencier et tracer les différentes perspectives (cavalière, axonométrique, points de fuite).
  * Maîtriser le vocabulaire technique des formes géométriques et des procédés d'usinage.
  * Intégrer les contraintes matérielles et d'outillage lors de la conception.

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===== Historique : De la Pierre à l'ordinateur =====

  * **2500 av. J.-C. (Sumer/Égypte) :** Premiers plans d'architecture gravés sur pierre (ex: plan de la statue du prince Gudea).
  * **Renaissance (15e-16e siècle) :** Léonard de Vinci et Filippo Brunelleschi développent la perspective linéaire et la représentation graphique des machines.
  * **XVIIIe siècle :** Gaspard Monge invente la **géométrie descriptive**, posant les bases fondamentales des vues orthogonales actuelles.
  * **XXe siècle (Années 1960-1980) :** Naissance de la CAO (Conception Assistée par Ordinateur) avec le système *Sketchpad* d'Ivan Sutherland, puis l'émergence des logiciels 2D (AutoCAD).
  * **Années 1990-2010 :** Démocratisation de la **CAO 3D paramétrique** (CATIA, SolidWorks, Inventor).
  * **2020 - 2025+ (Design Génératif & IA) :** L'intelligence artificielle conçoit des structures optimisées en fonction de contraintes mécaniques, réduisant le poids et maximisant la résistance.

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==== Dessin Artistique vs Dessin Technique ======

^ Dessin Artistique ^ Dessin Technique ^
| Expression de sentiments, esthétique | Communication d'informations techniques d'exécution |
| Subjectif et ouvert à l'interprétation | Objectif, codifié et univoque |
| Pas de règles de mesure strictes | Soumis à des normes rigoureuses (ISO, NF) |
| Destiné à l'émotion / visuel | Destiné à la fabrication / production |

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====== Les Normes=====

====Les Vues et la Disposition ====
En Europe, la projection utilisée est la **projection européenne (Méthode E)** :
  * La vue de face est la vue principale.
  * La vue de **gauche** est dessinée à **droite** de la vue de face.
  * La vue de **droite** est dessinée à **gauche**.
  * La vue de **dessus** est dessinée en **dessous**.

====Les Types de Lignes ====
  * **Trait continu fort :** Arêtes et contours vus.
  * **Trait interrompu fin (pointillé) :** Arêtes et contours cachés.
  * **Trait mixte fin (axe) :** Axes de symétrie et axes de révolution.
  * **Trait continu fin :** Lignes de cote, hachures.

==== Le Cartouche et les Tolérances =====
  * **Cartouche :** Carte d'identité du dessin (placé en bas à droite). Il contient : le titre, l'échelle, l'auteur, la date, le matériau et le symbole de projection.
  * **Tolérances géométriques et dimensionnelles :** Aucun usinage n'étant parfait, la tolérance indique l'écart d'erreur acceptable.

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====== Les Modes de Représentation en Perspective ======

=== Perspective Cavalière =====
  * La face avant est projetée en vraie grandeur.
  * Les fuyantes sont inclinées (généralement 45°) avec un rapport de réduction (souvent 0.5).

=== Perspective Isométrique (Axonométrie) =====
  * Représentation sans déformation préférentielle.
  * Les trois axes font entre eux des angles égaux de **120°**.
  * Très utilisée en CAO et en dessin d'assemblage rapide.

=== Perspectives Coniques (Points de Fuite) =====
  * **1 point de fuite :** Effet tunnel ou pièce vue de face avec profondeur.
  * **2 points de fuite :** Pièce vue par l'arête (très réaliste pour l'architecture/design).
  * **3 points de fuite :** Ajoute une notion de hauteur/plongée/contre-plongée.

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====== Vocabulaire Technique des Formes ======

  * **Chanfrein :** Petite surface plane obtenue par l'abattage d'une arête vive.
  * **Congé :** Raccordement arrondi intérieur entre deux surfaces.
  * **Arrondi :** Raccordement arrondi extérieur entre deux surfaces.
  * **Avisage / Chambrage :** Logement cylindrique destiné à noyer la tête d'une vis.
  * **Gorge :** Dégagement étroit pratiqué sur un arbre ou dans un alésage.
  * **Taraudage :** Uusinage d'un filet à l'intérieur d'un alésage (écrou).
  * **Filetage :** Usinage d'un filet sur une tige cylindrique (vis).

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=== Procédés d'Usinage ===

  * **Usinage par enlèvement de matière (Soustractif) :**
    * **Tournage :** La pièce tourne, l'outil se déplace (pièces de révolution).
    * **Fraisage :** L'outil (fraise) tourne, la pièce se déplace (formes complexes, méplats, gorges).
    * **Perçage / Taraudage :** Réalisation de trous et de filetages intérieurs.
  * **Fabrication Additive (Impression 3D) :**
    * FDM (Dépôt de fil), SLA (Résine), SLS (Frittage laser de poudre).
  * **Moulage et Fonderie :** Injection plastique, coulée sous pression.

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=== Contraintes des Matériaux et des Outils ===

== Contraintes Matériaux =====
  * **Métaux (Acier, Aluminium) :** Dilatabilité thermique, usinabilité, risque de corrosion, rigidité.
  * **Polymères (Plastiques) :** Retrait lors du refroidissement, déformation plastique, sensibilité aux UV.
  * **Composites et bois :** Anisotropie (résistance dépendante de l'orientation des fibres).

== Contraintes Outils & CAO =====
  * **Rayon d'outil :** Impossible de faire des angles intérieurs parfaitement vifs en fraisage (nécessite un congé).
  * **Dépouille :** Inclinaison obligatoire des parois pour permettre le démoulage des pièces moulées/injectées.
  * **Accessibilité :** L'outil d'usinage doit pouvoir accéder physiquement à la zone à usiner sans colision.

===== Panorama des Logiciels de CAO 3D ======

Le choix d'un logiciel dépend du domaine d'application (mécanique, architecture, modélisation artistique), du budget et des contraintes de licence.

=== Comparatif des Logiciels =====

^ Logiciel ^ Type / Licence ^ Approche / Modélisation ^ Points Forts ^ Limites / Cas d'usage ^
| **FreeCAD** | Open source / Gratuit | Paramétrique volumique (CSG & B-Rep) | Gratuit, complet, maîtrise totale des données, nombreux ateliers (Workbench) | Courbe d'apprentissage exigeante, ergonomie parfois complexe |
| **OpenSCAD** | Open source / Gratuit | Scripting / Code (CSG) | Précision absolue, idéal pour les développeurs et designs paramétriques générés par code | Pas d'interface visuelle d'édition directe (non adapté au dessin à la souris) |
| **Autodesk Fusion 360** | Propriétaire / Gratuit (usage personnel) | Paramétrique & Modélisation libre (Cloud) | Très complet (CAO, FAO/Usinage, Simulation, Rendu), interface moderne | Nécessite un compte et une connexion Cloud, restrictions sur la version gratuite |
| **SketchUp (Make / Web)** | Propriétaire / Version Web gratuite | Surfacique / Polyédrique (Direct Modeling) | Prise en main très rapide, idéal pour le croquis 3D et l'architecture | Peine sur les formes mécaniques complexes et la tolérance industrielle |
| **Onshape** | Propriétaire / Version Web gratuite (Public) | Paramétrique 100% Full-Cloud | Fonctionne dans n'importe quel navigateur, travail collaboratif en temps réel style Google Docs | Les documents de la version gratuite sont obligatoirement publics |
| **Blender (avec modules CAO)** | Open source / Gratuit | Maillage / Surfacique (avec add-ons CAD) | Rendu hyperréaliste, animation, gratuit et extrêmement puissant | Conçu initialement pour l'artistique/3D mesh, nécessite des add-ons pour la précision CAO |

=== 9.2 Synthèse des Usages =====

  * **Pour l'apprentissage et le prototypage mécanique libre :** FreeCAD ou Onshape.
  * **Pour la conception guidée par le code :** OpenSCAD.
  * **Pour les projets industriels / maker complets (CAO + Impression 3D / FAO) :** Fusion 360.
  * **Pour le design architectural ou conceptuel rapide :** SketchUp.
  * **Pour le rendu, l'animation et l'intégration artistique :** Blender.