SolidWorks - Activité 1

L'objectif de cette activité est de découvrir le logiciel SolidWorks dont le rôle est de créer sur ordinateur des objets en 3 dimensions.

Nous allons voir à travers cette activité comment utiliser les cotations dans le logiciel SolidWorks afin de tracer facilement des esquisses avec des dimensions exactes. Nous verrons ensuite comment ajouter ou supprimer de la matière par extrusion, et comment modifier facilement les dimensions d'une pièce 3D.

Tout en lisant ce document, réalisez en même temps les actions indiquées dans le logiciel SolidWorks afin d'assimiler par la pratique les différentes procédures qui y sont expliquées à travers les 5 étapes suivantes :

Ouvrez SolidWorks en utilisant l'icône SolidWorks, puis vérifiez dans le menu Affichage que seules les barres d'outils Esquisse et Standard sont sélectionnées :

Dans le menu Fichier, cliquez sur Nouveau puis sélectionnez l'icône pièce et cliquez sur le bouton OK :

Avant de commencer à travailler, il est important d'organiser votre écran de travail :

agrandissez la fenêtre de travail à tout l'écran
les poignées de déplacement, symbolisées par 2 barres verticales grises, permettent de déplacer les barres d'outils afin qu'elles prennent le moins de place possible sur l'écran
la barre verticale de séparation peut également être déplacée afin d'agrandir au maximum l'espace de travail

Et voici à quoi doit ressembler votre écran de travail après l'avoir réorganisé :

les barres d'outils du haut de l'écran ont été placées sur une seule ligne
la fenêtre de travail a été agrandi à tout l'écran
la zone de configuration a été réduite pour agrandir au maximum la zone de travail

Remarque :

Comme tous les logiciels, SolidWorks s'utilise avec les 2 mains : une main sur la souris et une main sur le clavier

- la touche Echap permet de fermer rapidement l'outils actuel ou d'annuler une action

- le raccourcis clavier Alt-Tabulation permet de passer rapidement d'une fenêtre à l'autre dans Windows : faire Alt-Tab pour passer immédiatement de ce document ressource à SolidWorks

Voici où sont situées la touche Alt et la touche Tab (pour "tabulation") sur le clavier :

Cliquez sur l'icône esquisse. Attention : la barre d'outils esquisse peut ne pas se trouver exactement à la même place que sur l'image ci-dessous.

Après avoir cliqué sur l'icône esquisse, les outils d'esquisse apparaissent sur la droite de l'écran. Parmi eux :

De plus, dans le coin supérieur droit de la zone de travail apparaîssent deux icônes importantes :

Traçons un rectangle de 100mm x 60 mm. Pour cela, cliquez sur l'icône Rectangle, puis dessinez le rectangle dans la zone de travail. Mais il n'est pas facile de tracer du premier coup un rectangle ayant comme dimensions exactes 100mmx60mm. Pour donner une longueur exacte à chacun des côtés du rectangle, nous allons utiliser les cotations :

Pour modifier la longueur du rectangle, cliquez sur l'icône cotation, cliquez sur le côté horizontal supérieur du rectangle, puis cliquez sur le fond de la zone de travail pour positionner la cotation au-dessus du rectangle. SolidWorks vous demande alors la valeur exacte pour cette cotation (c'est-à-dire pour la longueur du rectangle) : entrez 100mm puis validez :

Configurez la largeur du rectangle à 60mm en positionnant une seconde cotation :

Pour refermer l'édition de cette esquisse, cliquez sur l'icône de validation de l'esquisse dans le coin supérieur droit de la zone de travail. Les cotations disparraîssent de l'écran, et le rectangle est représenté dans la zone de configuration sous le mot générique "Esquisse" :

Afin de donner un nom plus explicite à notre esquisse, nous allons la renommer. Pour cela, cliquez droit sur l'esquisse dans la zone de configuration, puis cliquez sur Propriétés :

Une boîte de dialogue Propriétés de la fonction apparaît : entrez rectangle comme nouveau nom de l'esquisse puis validez :

Notre esquisse s'appelle désormais rectangle dans la zone de configuration :

Comment modifier les dimensions d'une esquisse ? Il faut pour cela éditer l'esquisse pour la ré-ouvrir, en cliquant droit sur l'esquisse et en choisissant Editer l'esquisse :

Remarque :

- on ne peut ajouter ou modifier une cotation qu'à une esquisse qui est éditée

- avant de modifier ou de créer une cotation il faut donc éditer l'esquisse

Nous allons modifier les dimensions du rectangle : la nouvelle longueur est de 150mm et la nouvelle largeur vaut 40mm. Pour modifier une cotation il faut double-cliquez dessus :

Après avoir modifier les 2 dimensions du rectangle, on peut valider l'esquisse pour la refermer :

A l'issue de cette étape 2 vous devez être capable de créer une nouvelle esquisse et de lui donner une dimension exacte en lui ajoutant des cotations. Avez-vous pris des notes dans votre fiche mémo pour vous remémorer cet apprentissage dans les futures séances ?

L'ajout de matière par extrusion consiste à ajouter de la profondeur à l'esquisse dans le but d'obtenir un objet en 3 dimensions : si l'esquisse est un carré on obtient un cube, si l'esquisse est un cercle on obtient un cylindre.

Avant d'ajouter de la matière à une esquisse, il faut la sélectionner en cliquant dessus dans l'arbre de création. La couleur de l'esquisse indique si elle est sélectionnée ou pas :

Enfin, pour désélectionner une esquisse, il suffit de cliquer sur le fond blanc de la zone de travail en utilisant l'icône sélectionner :

Une fois que l'esquisse est sélectionnée, pour lui ajouter de la matière par extrusion il faut aller dans le menu Insertion + Base puis cliquer sur Extrusion :

En déplaçant la souris on peut alors ajouter de la profondeur à l'esquisse afin de convertir l'esquisse en un objet en 3 dimensions. La mesure de la profondeur ajoutée s'appelle le Borgne :

Une fois que la taille du borgne est correcte, il faut cliquer gauche pour fixer l'épaisseur de la pièce, puis il faut valider l'ajout de matière par l'icône de validation :

On obtient alors une pièce en 3 dimensions que l'on peut afficher sous différents modes :

REMARQUE : les barres d'icônes peuvent s'ouvrir ou se fermer à volonté dans le menu Affichage + Barres d'outils. Les différents modes d'affichage de l'objet 3D se trouvent dans la barre d'icône nommée Affichage.

Les icônes zoom, orientation, et déplacement permettent d'observer la pièce sous différents angles de vue :

Dans l'arbre de création, on remarque que notre esquisse rectangle fait maintenant partie de l'objet Base-Extrusion :

Pour modifier les dimensions de l'esquisse (c'est-à-dire du rectangle de base) il faut la ré-éditer. Pour cela, il faut cliquer droit sur l'esquisse (ou sur Base-Extrusion) dans l'arbre de création, puis cliquer sur Editer l'esquisse :

On retrouve alors le rectangle de base avec les cotations que l'on peut modifier (rappel : pour modifier la valeur d'une cotation il faut double-cliquer sur le nombre à modifier). Une fois l'esquisse modifiée, il faut valider les modifications en cliquant sur l'icône de validation en haut à droite :

La modification de l'esquisse ne permet pas de modifier la profondeur (l'extrusion) de la pièce. Pour modifier la profondeur, il faut cliquer droit sur Base-Extrusion dans l'arbre de création, puis cliquer sur Editer la définition :

On retrouve alors dans la zone de configuration la valeur exacte du borgne (c'est-à-dire de la profondeur de la pièce) que l'on peut modifier directement :

Mais on peut aussi modifier manuellement la profondeur de la pièce en cliquant sur la flèche correspondante et en déplaçant la souris (le bouton gauche de la souris restant enfoncé durant le déplacement) :

Une seconde flèche permet de rajouter de la profondeur de l'autre côté de l'esquisse. Une fois les modifications terminées, il faut valider par l'icône de validation placée en haut à droite :

A l'issue de cette étape 3 vous devez être capable d'ajouter de la matière par extrusion à votre pièce. Avez-vous pris des notes dans votre fiche mémo pour vous remémorer cet apprentissage dans les futures séances ?

Nous venons de voir comment ajouter de la matière par extrusion et comment modifier toutes les dimensions d'une pièce en 3 dimensions après sa conception. Nous allons voir dans le paragraphe suivant comment creuser un trou dans la pièce, toujours par extrusion, et surtout comment déplacer et modifier facilement le diamètre du trou.

Comme pour l'ajout de matière par extrusion, la suppression de matière par extrusion s'effectue à partir d'une esquisse qu'il faut tracer. L'esquisse peut être un cercle, un rectangle, ou toutes autres figures fermées en 2 dimensions.

Nous allons réaliser dans notre piece un trou de 25 mm de diamètre dont le centre est placé à 40 mm d'un bord et à 80 mm de l'autre bord. L'esquisse du trou est donc ici en forme de cercle.

Avant de tracer une esquisse sur une pièce en 3 dimensions, il faut sélectionner la face sur laquelle on veut dessiner l'esquisse. Pour cela il faut cliquer dessus :

Une fois sélectionnée, la face active devient verte : toutes les esquisses que nous allons tracer seront dessinées sur cette face :

Pour dessiner l'esquisse, utilisez l'icône cercle, puis tracer un cercle sur la face sélectionnée de la pièce. Le diamètre et la position du cercle n'ont pas d'importance pour l'instant puisque nous allons les ajuster en utilisant les cotations :

Pour modifier le diamètre du cercle afin qu'il vaille exactement 25 mm, vous devez :

REMARQUE : toutes les dimensions entrées dans SolidWorks sont en millimètre, même si l'unité mm n'est pas précisée

Rappel (à noter si ce n'est pas encore fait) :

- on ne peut ajouter ou modifier une cotation qu'à une esquisse qui est éditée

- avant de modifier ou de créer une cotation il faut donc éditer l'esquisse

Pour modifier la distance entre le centre du cercle et l'arrête de longueur de la pièce, vous devez :

RAPPEL : toutes les dimensions entrées dans SolidWorks sont en millimètre, même si l'unité mm n'est pas précisée

Enfin, pour modifier la distance entre le centre du cercle et l'arrête de largeur de la pièce, vous devez :

La position du cercle est alors ajusté et le cercle est déplacé. Validez ensuite les modifications de l'esquisse en cliquant sur l'icône placée en haut à droite de la zone de travail :

Le cercle vient d'être dimensionné et positionné avec la plus grande précision. Dans l'arbre de création, le cercle s'appelle Esquisse2. Vous allez renommez cette esquisse cercle. Pour cela, cliquez droit sur Esquisse2 puis cliquez sur Propriétés :

L'esquisse est maintenant totalement terminée, nous allons passer à la suppression de matière par extrusion. Pour cela :

Le borgne représente ici la profondeur du trou que vous être en train de creuser dans la pièce. Si le borgne est supérieur à l'épaisseur de la pièce, alors le trou traversera toute la pièce :

Cliquez afin que le trou traverse toute la pièce, puis validez la suppression de matière par extrusion :

Pour vérifier si le trou traverse toute la pièce, utilisez l'icône orientation pour observer la pièce sous différents angles :

On peut observer que le trou traverse bien toute la pièce. Dans l'arbre de création, l'esquisse cercle fait désormais partie d'un objet Enlèv. mat.-Extru :

Pour modifier les paramètres du trou (diamètre et position), il faut ré-éditer l'esquisse cercle. Pour cela, cliquez droit sur l'esquisse cercle dans l'arbre de création puis pliquez sur Editer l'esquisse :

On retrouve alors la construction du cercle, qu'il est facile de modifier en utilisant les cotations.

RAPPEL : pour modifier la valeur d'une cotation il faut double-cliquer sur le nombre à modifier à condition que l'esquisse soit éditée:

Rappel :

- on ne peut ajouter ou modifier une cotation qu'à une esquisse qui est éditée

- avant de modifier ou de créer une cotation il faut donc éditer l'esquisse

Par exemple, configurez le diamètre du cercle à 50 mm puis placez le centre du cercle à une distance de 30 mm de chaque bord. Validez ensuite votre esquisse :

La pièce en 3 dimensions est instantanément mise à jour, et le trou possède les nouvelles dimensions :

Vous venez de voir dans ce document comment tracer des esquisses, comment utiliser les cotations, comment ajouter ou supprimer de la matière par extrusion, et surtout comment modifier facilement toutes les dimensions d'une pièce grâce aux cotations. Désormais, il vous appartient d'utiliser naturellement les cotations pour optimiser le tracer de vos futures esquisses, lorsque cela est justifier.

Dans SolidWorks les relations permettent d'imposer une orientation aux différents segments composant une esquisses (par exemple en les fixant comme pérallèles ou perpenticulaires).

Dans cet exemple, nous allons voir comment convertir un polygone à 4 côtés quelconques en un rectangle. Pour cela, nous allons utiliser les relations pour rendre les côtés parfaitement horizontaux ou verticaux, et perpendiculaires entre eux.

Dans SolidWorks, créez une nouvelle pièce, et vérifiez que seules les 6 barres d'icones suivantes sont bien ouvertes (menu Affichage + Barre d'outils). Si d'autres barres d'icones sont ouvertes fermez-les. Si certaines de ces 6 barres d'icônes sont fermez affichez-les :

RAPPEL : les barres d'icônes peuvent s'ouvrir ou de fermer à volonté dans le menu Affichage + Barres d'outils.

En utilisant l'outil ligne, tracez une esquisse fermée en forme de polygone à 4 côtés : la longueur et l'orientation des segments n'a pour l'instant aucune importance :

Nous allons rendre une des lignes parfaitement horizontale. Pour cela, cliquez sur l'icône Ajouter des relations puis cliquez sur une des 4 lignes pour la sélectionner. La ligne sélectionnée devient alors verte :

Pour rendre la ligne sélectionnée horizontale, cliquez sur le bouton Horizontale dans la zone de configuration :

Nous allons maintenant rendre 2 lignes parfaitement perpendiculaires entre elles. Pour cela, cliquez sur l'icône Ajouter des relations puis sélectionnez la ligne horizontale ainsi que la ligne adjacente située sur sa droite :

Cliquez sur l'icône Perpendiculaire située dans la zone de configuration : les 2 lignes deviennent alors parfaitement perpendiculaires entre elles :

Rendons maintenant la ligne de gauche parfaitement parallèle à la ligne de droite. Pour cela, cliquez sur l'icône Ajouter des relations puis sélectionnez les 2 lignes :

Cliquez ensuite sur l'icône Parallèle : les 2 lignes deviennet parfaitement parallèles entre elles. Enfin, pour que notre polygone soit un rectangle parfait, il nous reste à rendre le segment du bas parfaitement horizontal : sélectionnez-le puis utilisez l'icône Horizontale pour lui ajouter une relation :

Voilà, notre polygone qui a été tracé "à main levée" est devenu en quelques clics un rectangle parfait. Validez les relations en cliquant sur l'icône de validation située en haut à droite de la zone de travail :

Enfin, notre esquisse étant terminée, il faut la valider en cliquant sur l'icône de validation d'esquisse située en haut à droite de la zone de travail :

L'esquisse est maintenant refermée, et ses segments sont unis entre eux par les relations Horizontale, Perpendiculaire et Parallèle que nous venons de leur donner :

Dans ce deuxième exemple, nous allons voir comment aligner et répartir les différents morceaux d'une même esquisse, dans le cas où l'esquisse est composée de plusieurs figures indivuduelles.

Créez une nouvelle pièce dans SolidWorks, puis tracez 2 rectangles dans l'esquisse en utilisant l'icône Rectangle. Nous allons aligner verticalement les deux rectangles, c'est-à-dire placer le segment horizontal haut du premier à la hauteur du segment horizontal bas du second. Pour cela, cliquez sur l'icône Ajouter des relations puis sélectionnez les 2 segments à aligner :

Cliquez ensuite sur le bouton Colinéaire dans la zone de configuration : les 2 segments sélectionnés sont alors placés sur la même ligne et les rectangles sont alignés :

Lors de l'alignement précédent, SolidWorks a déplacé un des rectangles tout en laissant l'autre immobile. Il arrive parfois que le rectangle déplacé ne soit pas celui que l'on souhaitait voir déplacé. Pour remédier à ce problème il est possible de rendre certains segments de l'esquisse totalement fixes afin qu'ils ne soient jamais déplacés.

Pour rendre un segmet fixe il faut cliquer sur l'icône Ajouter des relations, cliquer sur le segment pour le sélectionner, puis cliquer sur l'icône Fixe dans la zone de configuration :

On peut remarquer qu'un segment possédant la relation "Fixe" est représenté en noir sur l'écran :

Grâce aux relations, nous venons de voir qu'il est relativement facile d'orienter ou d'aligner parfaitement les différents segments d'une esquisse.

Utilisées conjointement, les relations et les cotations permettent de tracer rapidement des esquisses de grande précision, c'est-à-dire avec des valeurs exactes aussi bien pour la taille que pour les distances entres les éléments constituant l'esquisse.

La parite découverte de Solidworks est perminé pour cette activité, vous alles passer à la partie application dans laquelle vous concevrez une maison en 3 dimensions et avecle maximum de détails. L'objectif étant d'utiliser toutes les pratiques vues précédemment :

Si ce n'est pas encore fait, créez un nouveau dossier nommé solidworks dans votre lecteur réseau P:

RAPPEL : toutes les conceptions 3D créées dans SolidWorks seront désormais enregistrées dans ce dossier solidworks.

Vous enregistrerez la maison sous le nom maison dans votre dossier solidworks.

En utilisant les fonctions apprises précédemment (dessin d'une esquisse, ajout de matière, suppression de matière, utilisation des cotations et des relations), réalisez maintenant une maison en 3 dimensions ressemblant à celle décrite dans les images suivantes :

Rappel : vous enregistrerez votre maison sous le nom maison dans votre dossier solidworks.

Une esquisse n'est pas forcément en forme de rectangle ou de cercle. Grâce à l'outil Ligne une esquisse peut avoir une forme quelconque.

Par exemple l'esquisse suivante donne directement le corps et le toit de la maison en une seule opération. Cette esquisse est composée de 7 segments dessinés avec l'outil Ligne en une seule fois "sans lever le crayon" :

Remarque : il est possible de créer des esquisses de toutes formes (carré, rectangle, cercle), mais aussi de dessiner une esquisse segment par segment en utilisant l'outils Segment lors du traçage de l'esquisse :

IMPORTANT : une esquisse doit toujours être fermée et dessinée "sans lever le crayon" (segment collés à leur extrémité)

Et voici la pièce en 3D que l'on obtient aprés avoir ajouter de la matière par extrusion à cette esquisse :

Enfin, pour changer la couleur d'une pièce, il faut sélectionner la pièce (elle devient verte) puis aller dans : menu Edition + Propriétés + bouton Couleur + bouton Changer la couleur. Validez ensuite toutes les boîtes de dialogue par OK. Le volume à colorer peut être sélectionné dans l'arbre de création.

Voici par exemple ce qu'est devenue la pièce précédente après l'avoir colorée :

Pour colorer une seule face (et non tout un volume), il faut sélectionner la face à colorer puis cliquer sur l'icône en forme de palette de couleur :

Une fois entièrement terminée et colorée, votre maison pourrait ressembler par exemple à celle-ci :

Il est également possible de faire un jardin, en créant une plaque dont l'esquisse est dessinée sur la base de la maison. L'esquisse du jardin est un rectangle bien plus grand que la maison, et son épaisseur est très faible (par exemple 3 mm). Une fois le jardin créé, il sera alors possible d'y ajouter divers éléments comme des arbres, une table, un portail, une cloture, une balançoire ou encore une picsine. Les images ci-dessous vous donne un apperçu de ce qu'il est possible de réaliser dans solidWorks, mais dans tous les cas votre maison doit être originale, unique, et ne doit ressembler à aucune autre :

Libre à vous de rajouter tous les élements que vous voulez autour de votre maison afin de la personnaliser et de la rendre réaliste.