Onshape un logiciel professionnel de modélisation 3D innovant et gratuit pour un usage pédagogique

http://www.fabbaloo.com/blog/2015/9/24/onshape-receives-usd80m-fuel-for-massive-growth

Sommaire

  1. Objectifs de cet article
  2. Pourquoi Onshape va probablement percer dans l’éducation
  3. Onshape est un logiciel encore jeune mais innovant
  4. Une application web qui utilise le cloud de manière innovante
  5. Pourquoi les utilisateurs de SolidWorks peuvent facilement passer à Onshape
  6. Onshape propose énormément d’aide … mais en anglais pour le moment
  7. Comment commencer à utiliser Onshape
    7.1) Créer un compte compte Education sur Onshape
    7.2) Premières modélisations avec Onshape : des pièces d’un jeu de construction à vocation pédagogique.
    7.3) Modélisation avec Onshape d’une barre avec des trous de fixation par vis
    7.4) Modélisation avec Onshape d’une barre utilisable pour simuler, imprimer et assembler (sans vis) un mécanisme articulé

 

1) Objectifs de cet article

Je commence à utiliser Onshape depuis juillet 2016 et je lui trouve de plus en plus d’atouts. Je pense qu’Onshape devrait me permettre de mener plus efficacement avec mes élèves des activités autour de la modélisation de mécanismes.

Je rédige cet article pour partager mon travail et permettre aux enseignants de découvrir Onshape, identifier ses principaux avantages et inconvénients, commencer à l’utiliser avec un tutoriel en français, tester des utilisations pédagogiques plus approfondies en lien avec une imprimante 3D et le logiciel de simulation SimScale notamment, …
Je complète (et corrige) progressivement cet article. J’en profite pour lancer un appel à tous ceux qui utilisent déjà Onshape ou qui veulent essayer Onshape pour que nous partagions notre expérienceN’hésitez pas à me transmettre vos remarques, vos suggestions, les difficultés rencontrées avec vos élèves, …

Vous pouvez laisser un commentaire (à la fin de cet article) ou me contacter en privé à l’adresse suivante :
daniel.pers@ac-poitiers.fr

 

2) Pourquoi Onshape va probablement percer dans l’éducation

workspace-tuto-2-fenetres-v2

Espace de travail d’Onshape, en version PC ici, affichée sur 2 fenêtres. Amortisseur de vélo issu d’un tutoriel d’Onshape (Source : LP2I)

Onshape est un nouveau logiciel professionnel de modélisation 3D qui intéresse rapidement de plus en plus de monde.
Onshape est commercialisé depuis décembre 2015 seulement. Il a pour ambition de concurrencer directement les leaders du marché de la CAO 3D professionnelle tels que SolidWorks, AutoCAD, AutoDesk Inventor, AutoDesk Fusion 360, … Son mode de commercialisation est original : 100 $ par mois pour une utilisation professionnelle. Cela intéresse beaucoup d’entreprises pour qui l’achat de licences représente un coût difficile à supporter économiquement, surtout quand il faut racheter une nouvelle licence pour bénéficier des dernières améliorations du logiciel (y compris la correction de bugs).

Il y a beaucoup de monde sur le marché de la CAO 3D. SolidWorks occupe 22 % de ce marché en 2015. Onshape veut sa part du gâteau ! (Source : quora.com)

Le nombre de requêtes envoyées par les utilisateurs au service support d’Onshape progresse rapidement depuis décembre 2015, date à laquelle a débuté sa commercialisation. Cela montre qu’Onshape est de plus en plus utilisé. (Source : close2circle.com/es-onshape-el-futuro-del-cad-confirmacion-no1).

Onshape est une startup exceptionnelle déjà valorisée à plus de 800 millions de dollars (d’après le Boston Business Journal). Les spécialistes lui prédisent un grand succès commercial.

Mais Onshape intéresse aussi beaucoup tous ceux qui n’en font pas un usage professionnel comme les établissements scolaires, les FabLabs, … car Onshape est gratuit pour un usage pédagogique, sans aucune limitation ! Pour la modélisation 3D de mécanismes, les établissements scolaires utilisent aujourd’hui majoritairement SolidWorks. Ils ont de moins en moins les moyens de renouveler leur licence. Les budgets sont de plus en plus contraints, que ce soit les budgets venant de la Région, du Département, de la taxe d’apprentissage, … Pour notre lycée, le renouvellement de notre licence SolidWorks nous a coûté environ 2000 € pour une licence valable 3 ans seulement. Cela représente un lourd investissement, comparé par exemple aux 1000 € environ investis dans notre imprimante 3D (utilisable au moins 3 ans).

Les contraintes budgétaires pousseront de plus en plus d’établissements scolaires à choisir des logiciels gratuits (Source : Fotalia)

 

Bien entendu, Onshape espère que ces licences gratuites pour un usage non professionnel, lui permettra de gagner des parts de marché dans les années avenir. Onshape va même plus loin : il investit dans l’usage pédagogique de son logiciel en embauchant une équipe dédié. Cela lui coûte moins cher que faire de la publicité, cela permet d’augmenter très rapidement la communauté des utilisateurs, …

Le modèle économique d’Onshape attire aussi de nombreux partenaires qui proposent des applications compatibles avec Onshape. Je regrette pour le moment que la plupart de ces partenaires ne proposent pas encore de licence pour l’éducation.

Pour la simulation avec Onshape, SimScale semble être la solution la plus intéressante : simulation mécanique (résistance des matériaux), simulation mécanique des fuides (aérodynamisme …), simulation thermique, le tout avec une licence gratuite pour l’éducation (SimScale est un logiciel open-source).

Simulation des contraintes mécaniques dans un mousqueton grâce au logiciel SimScale à partir d’une modélisation 3D (Source : simscale.com/projects/AnnaFless/dynamic_analysis_of_a_carabiner)

On peut voir l’importance de bien fermer le mousqueton pour optimiser sa résistance (Source : SimScale).

Analyse avec SimScale de la déformation de la pièce en fonction du matériau choisi (Source : www.simscale.com/projects/AnnaFless/dynamic_analysis_of_a_carabiner/ )

 

3) Onshape est un logiciel encore jeune mais innovant

Onshape est un nouveau logiciel, innovant, pas encore complètement mature mais qui a profité de l’expérience acquise depuis 20 ans dans la CAO 3D. Il est parfois plus simple de développer un logiciel en partant quasiment d’une feuille blanche plutôt que d’optimiser un logiciel existant. Les développeurs d’Onshape ont gardé les points devenus des standards, comme le noyau de modélisation géométrique Parasolid utilisé par SolidWorks notamment, avec lequel il est compatible en importation et en exportation. Ils ont repris les points qui donnaient satisfaction et ils ont fait évoluer ce qui posait problème, que ce soit pour le workflow (notamment pour l’assemblage), le modèle économique, … Onshape est encore très jeune.

De nombreuses fonctionnalités arrivent environ chaque mois. Il n’est même pas nécessaire de faire des mises à jour pour en profiter puisque Onshape est une application web : tout est sur le cloud !

Onshape est mis à jour régulièrement, directement sur le cloud

En attendant, on peut donc être frustré par le manque de certaines fonctions, mais d’un autre côté il faut reconnaître que les développeurs sont très à l’écoute des utilisateurs, y compris pour l’utilisation dans l’éducation. Il ne s’agit pas seulement d’une équipe pleine de bonne volonté, Onshape investit des dizaines de millions de dollars dans le développement. Rien à voir avec les moyens limités pour développer un logiciel libre comme FreeCAD par exemple. Certes Onshape n’est pas un logiciel complètement libre, mais il s’en rapproche, notamment dans l’esprit grâce à la possibilité donnée aux utilisateurs de développer et partager leurs propres fonctions avec un langage de programmation accessible appelé FeatureScript. Onshape donne même le code source, en open-source, de toutes les fonctions intégrées de base dans son logiciel (appelée librairie standard) pour permettre à chaque utilisateur de développer et intégrer assez facilement de nouvelles fonctions avec le langage FeatureScript. Cette approche est très innovante, c’est même une première dans le monde de la CAO professionnelle qui à fait le buzz en mai 2016 : les entreprises pourront adapter Onshape à leurs besoins. Pour ma part, ce que j’apprécie le plus dans Blockly Arduino, c’est la possibilité de pouvoir créer les blocs dont j’ai besoin avec mes élèves. Pour Onshape, il est probable que certains vont développer et partager de nouvelles fonctions intéressantes pour un usage pédagogique.

script

Onshape adopte le principe de l’open-source : ceux qui le souhaitent, peuvent définir de nouvelles fonctions, grâce à un langage appelé FeatureScript, et les intégrer dans la barre d’outil du logiciel. On peut aussi choisir parmi les nombreuses fonctions partagées sur Internet par la communauté. Certainement une vraie opportunité pour optimiser l’utilisation pédagogique d’Onshape (source : cad.onshape.com/FsDoc).

 

4) Une application web qui utilise le cloud de manière innovante

Onshape se distingue de la concurrence car il s’agit d’une application web dont toutes les données sont sur le Cloud. Il n’y a donc rien à installer et l’utilisation peut se faire sur toutes les plateformes (Windows, Mac, Android, iOs, …) : ce qui est très intéressant pour un usage scolaire. Il y a même des applications mobiles qui permettent de poursuivre son travail comme sur un ordinateur. Le revers de la médaille c’est qu‘il faut être connecté à Internet pour utiliser Onshape. Si le débit de la connexion est faible, le chargement initial de l’environnement de travail et de la modélisation en cours peut être un peu long, mais le travail reste possible ensuite dans des conditions acceptables pour un usage pédagogique. Le calcul se fait sur les ordinateurs d’Onshape sans que cela n’apporte de latence gênante. Un ordinateur peu performant conviendra parfaitement. Rien à voir avec SolidWorks 2016 pour lequel 8 Go de RAM est conseillé ! Le fait de travailler sur le cloud apporte beaucoup d’autres avantages : plus besoin d’enregistrer son travail, plus besoin de gérer les données enregistrées, possibilité de travailler simplement sur différentes machines (au lycée avec un vieux PC ou une tablette, puis dans une bibliothèque où on ne peut rien installer, puis dans le bus avec son smartphone, puis au bureau sur son PC, puis dans son lit avec un autre appareil mobile, …), … Mais Onshape est allé beaucoup plus loin dans l’utilisation du Cloud. Onshape sauvegarde tout l’historique d’une modélisation, et il est possible de créer une nouvelle version de sa modélisation en repartant de n’importe quel point de l’historique.

Le cloud apporte aussi des possibilités incroyables de partage et de travail collaboratif. Un même document peut être ouvert, voire modifié, par plusieurs utilisateurs en même temps. Des élèves peuvent voir sur leur ordinateur (ou une tablette) une démonstration faite par un professeur, avec la possibilité éventuellement de prendre la main. Une équipe d’élèves peut travailler en même temps sur un même projet en travaillant chacun sur une partie, en testant des solutions différentes qui seront sélectionnées par la suite, … Ce travail collaboratif en temps réel peut même s’envisager entres des équipes situées sur des continents différents. De nouvelles façons de travailler sont donc à explorer dans nos enseignements.

tablet-collaboration

Travail collaboratif avec Onshape : modélisation d’une pièce à gauche et assemblage de cette pièce à droite (source : onshape.com/press-room)

 

5) Pourquoi les utilisateurs de SolidWorks peuvent facilement passer à Onshape

  • La démarche de conception avec Onshape reste globalement la même qu’avec SolidWorks : on dessine des pièces en 3D à partir d’esquisses en 2D, on réalise un assemblage de ces pièces en modélisant les mobilités, on fait une mise en plan (éventuellement).
  • Onshape permet de configurer la souris pour garder ses habitudes.
  • La modélisation est plus simple avec Onshape notamment lorsqu’on doit manipuler plusieurs pièces. L’assemblage de deux pièces est simplifié également : il suffit de choisir une liaison prédéfinie et de la positionner entre des points prédéfinis (pas besoin de définir de multiples contraintes).
  • Onshape peut importer les fichiers issus de SolidWorks, ou exporter des fichiers pour SolidWorks (ou d’autres logiciels de CAO).
liaison-barre

Créer une liaison pivot entre deux pièces est très simple : on choisit un type de liaison (Revolute pour une liaison Pivot) puis on sélectionne une face de chaque pièce pour connecter les deux pièces. Les puristes regretteront qu’on ne sélectionne pas forcément les surfaces fonctionnelles, mais c’est plus simple. On peut même animer très simplement la liaison, et tout le reste du mécanisme : clic droit sur la liaison puis “Animate”. Onshape simplifie l’assemblage pour les élèves. (Source : LP2I)

 

 

 

6) Onshape propose énormément d’aide … mais en anglais pour le moment

Un des premier aspect d’Onshape qui risque de freiner certains utilisateurs c’est que pour le moment le logiciel est en anglais, et les très nombreux tutoriels proposés sont tous en anglais.

Une aide contextuelle en ligne est proposée dans le logiciel, mais en anglais. On peut même télécharger toute l’aide en version pdf (un document de près de 600 pages régulièrement mis à jour par Onshape).

Onshape propose aussi de très nombreux tutoriels sous formes de vidéos de quelques minutes. Ces vidéos peuvent aider des utilisateurs qui ne maitrisent pas l’anglais :
Dessiner une esquisse
Ajouter des dimensions ou des contraintes
Créer des volumes par extrusion
Assembler des pièces (partie 1)
Assembler des pièces (partie 2)
Gérer les documents dans Onshape

Un autre parcours complet de formation sous forme de vidéos est proposé ici.

lessons

Onshape propose de très nombreux tutoriels dont cet ensemble de vidéo pour débuter (source : Onshape)

Onshape propose beaucoup d’autres vidéos, dont celles-ci pour lesquelles une transcription écrite est fournie. Cette transcription aide à comprendre (et à travailler son anglais 😉 mais elle permet aussi éventuellement d’utiliser Google traduction pour avoir la transcription des tutoriels en français !

transcription-en-francais

Transcription d’un tutoriel fournis par Onshape et traduit avec Google traduction (source : Onshape)

Onshape a aussi une chaîne YouTube avec des centaines de vidéos, organisées en playlists.

Onshape propose un forum très dynamique. Un groupe pour les utilisateurs francophones a été créé en septembre 2016.

Onshape est bien sûr sur les réseaux sociaux : Facebook, Twitter, …

Onshape est en train de modifier son logiciel pour permettre d’introduire facilement toutes les langues souhaitées (Blockly a été conçu d’emblée avec cette possibilité). Le développement d’une version internationale risque donc de prendre encore un peu de temps, mais on pourra un jour travailler avec une version française d’Onshape. En attendant, si on propose des tutoriels en français, cela devrait permettre de commencer son utilisation avec les élèves, surtout si on leur demande des choses simples. C’est ce que je souhaite faire cette année dès le mois de septembre.

Il faudrait faire un poster de ce genre avec le vocabulaire en anglais des outils qu'on utilise en Sciences de l'ingénieur ! (Source : basicknowledge101.com)

Il faudrait faire un poster de ce genre avec le vocabulaire en anglais des outils en Sciences de l’ingénieur ! (Source : basicknowledge101.com)

 

 

7) Comment commencer à utiliser Onshape

7.1) Créer un compte compte Education sur Onshape

La procédure pour créer un compte est simple et n’a rien de très particulier.

La procédure décrite ici concerne l’utilisation d’Onshape à partir d’un PC avec un navigateur quelconque (compatible WebGL).

Un compte Education donnent les mêmes possibilités qu’un compte PRO, mais il est gratuit et le logo EDU apparaîtra sur tous les documents. Il peut être utilisé par les enseignants, les élèves, les FabLabs, … pour un usage mon commercial.
Si vous avez déjà créé est un compte Free (gratuit), celui-ci comporte des limitations par rapport à un compte Education (gratuit également) :

usage-compte-free

Pour créer un compte Education ou transformer le compte Free en compte Education aller dans la partie dédiée du site puis cliquer sur SIGN UP NOW :

https://www.onshape.com/edu

onshape-edu

Puis compléter le formulaire.

sign-up-edu-student

Si vous aviez un compte Free, le compte est immédiatement transformé en un compte Education sans limitation.

usage-compte-edu

Si vous créez un nouveau compte, il faut activer le compte depuis le mail reçu après la création du compte avec le message ci-dessous :

demande-activation

Attention, le mot de passe doit contenir au moins :

8 caractères, une majuscule, une minuscule, et un chiffre.

Une fois le compte activé, on peut gérer les paramètres du compte à partir du menu déroulant en haut à droite, en cliquant sur Manage account :

manage-account

On peut aussi gérer les préférences à partir du menu à gauche.

Il est utile notamment de changer les unités par défaut.

preferences-units

Le français n’est pas disponible pour le moment.

 

 

7.2) Premières modélisations avec Onshape : des pièces d’un jeu de construction à vocation pédagogique

Avec mes élèves de première SI, mon objectif en ce début d’année est d’abord de leur permettre de découvrir la démarche pour modéliser des pièces simples, imprimables en 3D. Ils pourront par la suite utiliser ces pièces simples pour réfléchir à des structures plus complexes. Ils pourront à la fois manipuler réellement des pièces simples obtenues par impression 3D, et manipuler virtuellement les modélisations 3D de ces pièces (que je leur fournirai). De même, ces pièces pourront être assemblées de différentes manières. Il pourront choisir des liaisons fixes (encastrements), démontables ou non, obtenues avec des vis, de l’adhésif double face, de la colle, … Ils devront aussi choisir des liaisons avec certaines mobilités en utilisant des axes de rotations, des glissières, … Toutes ces liaisons, fixes ou mobiles, pourront être modélisées avec Onshape et testées en les animant. Ils devront Aussi ajouter des actionneurs, tels que des moteurs électriques, et comparer la transmission de mouvement sur la maquette réelle et la maquette virtuelle. A partir de leur travail avec les pièces de ce “jeu de construction”, manipulées réellement et éventuellement de manière virtuelle avec Onshape, ils pourront modéliser et imprimer en 3D leurs solutions pour obtenir un mécanisme qui répond à leur besoin en tenant compte des contraintes, notamment celles liées au procédé de fabrication.

Voici les premières pièces que j’ai modélisées avec Onshape pour ce “jeu de construction” à vocation pédagogique.

barre-100-mm

Modélisation avec Onshape d’une barre de 20 mm de large, 100 mm de long, 3 mm d’épaisseur, avec des trous diamètre 4 espacés de 20 mm (Source : LP2I)

equerre-100916

Modélisation avec Onshape d’une équerre de 20 mm de côté avec deux trous diamètre 4, à assembler avec les barres précédentes, avec des liaisons fixes à priori ici (Source : LP2I)

L’objectif sera de définir suffisamment de briques de base pour permettre aux élèves de construire leurs mécanismes.

J’ai importé dans Onshape la modélisation d’un motoréducteur que nous utilisons. Merci à Tesla BEM qui l’a partagée sur Internet ici :

https://grabcad.com/library/motorreductor-1

Je l’ai adaptée en y ajoutant une liaison pivot pour l’axe moteur par exemple.
motoreducteur

 

J’ai fait de même pour la roue, d’après une modélisation d’Ernesto Pérez :
https://grabcad.com/library/gearmotor-1

 

roue-axe

Un premier assemblage pour concevoir un robot avec 2 roues donne ceci :

 

robot-2-roues-b

 

7.3) Modélisation avec Onshape d’une barre avec des trous de fixation par vis

Je parts donc de l’exemple présentée ci-dessus d’une barre de 20 mm de large, 100 mm de long, 3 mm d’épaisseur, avec des trous diamètre 4 espacés de 20 mm (adaptés pour des vis ou des axes de rotation diamètre 3).

Elle est accessible avec ce lien public.

Voici la démarche pas à pas pour obtenir cette modélisation

– Se connecter à son compte Onshape en précisant son adresse mail et son mot de passe : https://cad.onshape.com/signin

signin

– Pour créer une nouvelle modélisation 3D, cliquer sur “create” en haut à gauche de l’espace de travail.

– Saisir le nom du nouveau document qui contiendra toutes les données de cette modélisation 3D.

Vous pouvez dors et déjà la rendre publique sur le site d’Onshape, ou le garder privée.

S’ouvre alors l’espace de travail de ce nouveau document :

espace-de-travail

– Pour dessiner en 2D la forme de la pièce souhaitée (ce qu’on appelle une esquisse, sketch en anglais) il faut sélectionner un plan. Nous choisirons le plan Top (qui correspond à l’orientation du plan de travail de notre imprimante 3D).

Clic droit sur le plan Top listé à gauche (possible aussi sur la vue au milieu) et sélectionner “new sketch” dans le menu contextuel.

new-sketch-menu-contextuel

L’esquisse nommée Sketch 1 par défaut apparaît sous la forme d’une fenêtre dans la liste à gauche …

 

sketch-plane

… et d’un nouveau plan dans la vue en 3D.

sketch-1-vierge-en-vue-iso

– Un clic droit sur l’espace de travail (zone vide) permet notamment de sélectionner l’option “view normal to sketch plane” pour voir perpendiculairement au plan de l’esquisse (dessin en 2D).

menu-contextuel-1

normal-to-sketch-plane

Un clic droit sur l’espace de travail permet aussi de choisir un zoom automatique : “zoom to fit”.

La combinaison CTRL + molette permet de zoomer (ou dézoomer) sur la zone pointée par la souris.

– Pour dessiner la forme rectangulaire de notre pièce :

sélectionner l’outil “Center point rectangle”

rectangles

– Cliquer sur l’origine (le point au milieu), tirer en diagonal et lâcher n’importe où.

– Saisir au clavier les dimensions du rectangle (unités par défaut définie dans préférences) : 80 mm de long et 20 mm de large (valider en faisant “entrée” à chaque valeur).

saisie-longueur-rectangle

Un rectangle avec deux cotations doit apparaître ainsi :

rectangle-avec-cotes

– Pour dessiner la forme circulaire des trous : sélectionner l’outils “Center point circle” :

center-point-circle

Placer le curseur de la souris sur l’origine : un symbole avec un trait horizontal indique que vous choisissez cette contrainte pour le centre du cercle.

Déplacer votre souris en suivant l’axe horizontal vers la gauche (un pointillé orange est matérialisé sur l’axe).

Cliquer n’importe où sur l’axe, puis tirer et relâcher n’importe où pour dessiner un cercle centré sur l’axe horizontal.

Saisir le diamètre du trou : 4 (mm)

cercle-avec-le-centre-sur-laxe

– Sélectionner l’outil dimension :

outils-dimansion

– Cliquer sur le centre du cercle et le bord (largeur) du rectangle, puis tirer et relâcher vers l’extérieur du rectangle.

Saisir la dimension correspondante : 10 (mm)

Déplacer comme vous le souhaitez les éléments de la cotation.

trou-et-cotation

Après avoir déplacé la cotation du diamètre :

trou-et-cotation-v2

– Pour définir la répétition de cette forme circulaire sur l’axe (suite de trous), sélectionner l’outil “linear pattern” :

linear-patern

– Sélectionner le cercle que l’on veut reproduire, puis saisir la dimension séparant les cercles (20 mm) et le nombre de cercles à reproduire en tout (4). Double cliquer sur les paramètres à saisir et valider à chaque fois avec la touche entrée. Valider l’ensemble avec un clic gauche.

4-trous-distance-20-mm

– On propose d’ajouter un rayon aux 4 angles du rectangle : sélectionner l’outil ‘filet”,

outil-filet

puis sélectionner les 4 angles du rectangle en cliquant successivement sur chacun, puis saisir un rayon de 3 mm.

L’outil dimension permet de placer la cotation à l’extérieur du rectangle.

esquisse-fin

– Pour obtenir une barre en 3D avec 4 trous, sélectionner l’outil “Extrude” :

outil-extruder

– La surface à extruder est choisie automatiquement à partir de l’analyse de l’esquisse Sketch1 en cours (modifiable). Saisir la dimension verticale de d’extrusion : 3 mm ici.

extrusion-3mm

– Valider sur le carré vert pour voir la pièce extrudée.

piece-avec-extrusion

– Pour vraiment voir la pièce en 3D, la faire tourner en bougeant la souris avec le bouton gauche maintenu enfoncé.

vue-3d-1

On peut aussi choisir une vue isométrique avec un clic droit sur le petit cube à droite :

petit-cube-a-droite

menu-contextuel-vue-iso

On peut aussi masquer des plans, masquer l’origine, masquer l’esquisse.

Pour masquer l’esquisse par exemple : cliquer sur l’oeil à droite de la liste où se trouve “Sketch1” (ou clic droit et “hide”).

vue-iso-gris

On peut choisir une couleur : clic droit sur le nom de la pièce dans la liste à gauche (Part1 par défaut), puis “Edit appearance”, puis sélectionner une couleur et valider (vert).

couleurs

vue-iso-violet

Article en cours de rédaction

 

7.4) Modélisation avec Onshape d’une barre utilisable pour simuler, imprimer et assembler (sans vis) un mécanisme articulé

barre-3-trous-partametrique-041016

Barre avec 3 trous et un clip permettant l’assemblage de ce type de barre, avec des liaisons mobiles (pivot). Une goutte de colle suffit à bloquer cette mobilité. (Source : LP2I)

barre-4-trous-partametrique-041016

La même barre peut très rapidement être modifiée en version 4 trous (Source : LP2I)

barre-4-trous-clip-en-position-2-041016

On peut même très rapidement modifier la position du clip (Source : LP2I)

Lien vers un document pédagogique donnant l’exemple d’une utilisation de barres de ce type pour modéliser une barrière articulée

Article en cours de rédaction

– On propose de modéliser une de ces barres avec 4 trous et un clip par exemple.

Ouvrir un nouvel espace de travail dans Onshape.

Si sans votre document vous avez déjà créé une pièce (“part” en anglais), cliquer sur le symbole + en bas à gauche, puis sélectionner “Create Part Studio” : un nouvel espace s’ouvre pour modéliser la nouvelle pièce associée à un nouvel onglet Part Studio 2. L’onglet Part Studio 1 contient la pièce modélisée précédemment.

On souhaite donc créer une pièce constituée de cylindres concentriques. On va donc dessiner une esquisse comprenant des cercles concentriques auxquels on associera des extrusions.
– Clic droit sur le plan Top, puis sélectionner “Create new sketch”.
Clic droit, puis sélectionner “View normal to sketch plane”
– Sélectionner l’outil “Center point circle” puis tracer un cercle centré sur l’origine, de diamètre 11 mm (pour un trou).
– Recommencer en dessinant un cercle de même centre de diamètre 15mm.

– Utiliser l’outil dimension pour placer les dimensions où vous souhaitez.

2-cercles

– Sélectionner l’outil “Rectangle corner”, tracer un rectangle quelconque, puis saisir ses dimensions : 79 mm horizontalement et 19 mm verticalement.

– Sélectionner l’outil dimension. Fixer la distance du côté gauche du rectangle à 9,5 mm de l’axe verticale y.

– Sélectionner l’outil “point”. Placer un point au milieu du côté droit du rectangle.

– Sélectionner ce point puis l’axe horizontal x, puis cliquer sur l’outil “coïncidence”.

rectangle-1-trou

– On souhaite reproduire les deux cercles 4 fois sur l’axe x avec un pas de 20 mm entre chaque centre.

Sélectionner les 2 cercles en cliquant dessus.

Cliquer sur l’outil “Linear patern”.

Cliquer sur les paramètres pour saisir les valeurs 20 mm et 4.

Valider avec un clic gauche (n’importe où).

rectangle-4-trous

– On souhaite ajouter un rayon de 9,5 mm sur les 4 coins du rectangle.

Sélectionner l’outil “Filet”, puis sélectionner les 4 coins et saisir la valeur 9,5mm.

Placer la dimension.rectangle-4-trous-filet

– Valider votre esquisse en cliquant sur le symbole vert.

– Sélectionner l’outil “Extrude”, puis extruder la partie extérieure de 3mm .
Recommencer pour les cylindres sur une hauteur de 5mm.
– Pour changer la couleur de cette pièce :clic droit dans la liste en bas à gauche (Part 1 par défaut), puis “Edit appearence”

 

7.5) Modélisation et simulation avec Onshape de liaisons mécaniques mobiles

J’essaie donc de développer une sorte de jeu de construction permettant aux élèves d’assembler des pièces pour simuler et expérimenter avec divers mécanismes. Je conçois une sorte de boîte de mécano à la fois virtuelle et réelle, avec des modélisations paramétriques permettant de facilement faire varier des paramètres géométriques dans une simulation ou dans une expérimentation.
Je travaille par exemple pour que ce jeu de construction permettent d’analyser des mécanismes présentés dans ce projet de recherche des studios Disney :

 

Je suis donc en train de travailler pour construire un “jeu de construction” qui simplifie cette démarche de simulation. Les élèves pourront facilement construire et animer un dispositif expérimental, représentatif d’une chaîne cinématique transmettant un mouvement, en manipulant des pièces simples standardisées (comme avec des Legos), à la fois virtuellement dans Onshape, et réellement avec des pièces imprimées en 3D (avant et après la modélisation 3D). Je publierai prochainement l’avancement de mon travail. Voici quelques liens déjà :

– Jeu de construction (en cours de développement)
https://cad.onshape.com/documents/57fa76e63e172d110f446984/w/273037f31cd809050f508674/e/084060f98df782d1886399be

– Exemple d’une barrière articulée (réalisée avec ce jeu de construction)
Por l’annimer : clic droit sur la liaison “Revolute 1”, Animate, 3600 deg, …
https://cad.onshape.com/documents/f6a18d6bba47c4294befc61e/w/4529dac086aa5ef4ad7a8274/e/612a0def2ddd7c094ba861b0

– Exemple d’un mouvement plan avec 5 liaisons pivots (pour essayer un mouvement plan complexe)

Pour l’animer : clic droit sur la liaison “Revolute 1”, Animate, 3600 deg, …
https://cad.onshape.com/documents/5810d374413f1d10aa2dce65/w/d0dde70d4570d1827aa380d3/e/451532e09a91fd1a0722f54e

 

– Exemple d’un mécanisme de type Bielle-manivelle
Pour l’animer : clic droit sur la liaison “Revolute 1”, Animate, 3600 deg, …
https://cad.onshape.com/documents/5810b35138551010e98b6865/w/41b67ee8f78ee11332525487/e/95e71376625f84ce51465814

– Exemple d’un mécanisme en cours de modélisation, comportant un vérin dont l’huile se dilate avec la température, permettant d’ouvrir automatiquement une fenêtre dans une serre (la fenêtre n’est pas encore modélisée)
Pour l’animer : clic droit sur la liaison “Slider 1”, Animate, …
https://cad.onshape.com/documents/5814f6994d5f7d10f9fc96b3/w/224189a6dffa7de4350c0461/e/c47e9b372a1eae8e70314e56

Article en cours de rédaction

 

22 réflexions sur « Onshape un logiciel professionnel de modélisation 3D innovant et gratuit pour un usage pédagogique »

  1. Bonjour,

    Encore un article très riche sur OnShape. Grâce à ce blog, j’ai découvert plein d’applications. Nous avons commencé à utiliser OnShape dans les fablabs FamaLab (Lycée Technique ABIDJAN et Lycée Technqiue BOUAKE, en COTE D’IVOIRE). Nous l’avons trouvé adapté à nos besoins pédagogiques quoiqu’on soit encore à la prise en main de OnShape.

    Merci à M. Daniel PERS qui collabore merveilleusement avec nous pour nous appuyer dans la prise en main de OnShape.

    Eric ASSI, enseignant d’automatisme industriel et Executive manager des fablabs FamaLab

  2. J’utilise Onshape depuis Août, ça change de SketchUp. Mon utilisation principale étant la conception de charpente et de pièce pour l’impression 3D. J’étudie à l’association ouvrière des compagnons du devoir.

    Il serai pas mal d’avoir des utilisateurs français sur le forum Onshape, ça aiderait du monde

    • Merci pour ce commentaire. N’hésitez pas à partager ici aussi votre expérience. Je partage votre point de vue concernant le manque d’utilisateurs français (ou francophones), notamment sur le forum d’Onshape. Je pense que cela peut changer dans les mois à venir. Pour cela il faut commencer par diffuser d’avantages de tutoriels en français, mais aussi proposer des modèlisations 3D et des activités pédagogiques adaptés aux besoins des collèges et des lycées. J’espère que nous serons nombreux à travailler sur cet objectif. A bientôt : Daniel Pers

    • Bonjour,
      Je suis entièrement pour cette idée. Je crois que le monde francophone doit marquer son intérêt pour une appli qui présente déjà bien d’avantages. Nous nous mettons déjà au travail depuis la Cote d’Ivoire.
      On y va !

  3. Je ne connaissais pas. J’ai essayé ….
    Ce qui me laisse pantois, c’est qu’une esquisse avec des traits entrecroisés comme un rectangle et un cercle, dont l’intersection n’est pas nettoyée et vide puisse permettre une extrusion ! (c’est montré dans un des tutoriels)
    Désolé je ne suis pas comme un prof de Français qui écrirait en langage phonétique ou textos ou qui le tolèrerait. Cela n’est pas professionnel. Il en faut pour tous les goûts. Quelle est cette multinationale qui veut nous faire manger des OGM ? Pour l’instant je vais continuer à rouler en char Dassault ….

    • Bonjour e merci pour votre commentaire.
      L’enseignement des Sciences de l’Ingénieur dans la filière Scientifique n’a pas pour objectif d’apprendre à modéliser en 3D. Aucun critère dévaluation ne porte sur cette compétence (que ce soit à l’écrit ou en Projet). L’objectif est plutôt d’utiliser une modélisation 3D, réalisée avec l’aide du professeur par exemple, pour pouvoir simuler, comparer avec les performances spécifiées, fabriquer avec une imprimante 3D pour pouvoir expérimenter, comparer avec les résultats de simulation, … Onshape offre beaucoup d’atouts pour réaliser ce genre d’activités pédagogiques.
      Vous reprochez à mes tutoriels leur manque de professionnalisme car vous ne prenez pas en compte mes objectifs pédagogiques. Manifestement, il faut que je les présente plus clairement. Il faut aussi que les enseignants acceptent de faire évoluer leurs pratiques : c’est fini le temps où l’apprentissage du dessin industriel était un passage obligé long et laborieux avant d’étudier des mécanismes complexes. Les programmes ont évolués et je m’en réjouis. Un outils comme Onshape va permettre aux élèves de mettre la main à la pâte de manière plus simple et plus efficace, en utilisant des outils modernes comme une imprimante 3D, leur smartphone, …
      Daniel Pers

  4. Merci pour votre réponse. Que les objectifs d’apprentissages aient évolué vers la légèreté, les imprimantes 3D et les smartphones, c’est un contexte hors du logiciel lui-même.
    Sans savoir s’il s’agit d’un tutoriel perso ou Onshape, il est de toutes façons reproductible à volonté… avec 3 ou 4 rectangles + carrés + cercles superposés au choix… partiellement avec des recoupements ou non, sans aucun nettoyage des recoupements qui devraient l’être… le résultat est plus ou moins prévisible à la façon de ce logiciel, mais nullement quant à la géométrie dessinée.
    C’est ce qui me paraît gênant dans l’appellation logiciel professionnel.
    Puisqu’il est gratuit et en ligne … C’est probablement en contrepartie un défaut mineur !

    • Onshape est un logiciel professionnel payant (100 $ par mois), gratuit pour un usage non professionnel. Si de plus en plus de professionnels adoptent Onshape, en concurrence avec bien d’autres logiciels, c’est peut-être qu’il correspond à leurs besoins professionnels de manière satisfaisante. L’équipe de développement d’Onshape est notamment très à l’écoute des demandes de tous ses utilisateurs. Ils ont même donné la possibilité de personnaliser le logiciel en donnant le code source de la plupart de ces fonctions, et un outil permettant d’intégrer facilement les nouvelles fonctions. Je ne pense donc pas qu’on puisse remettre en cause le caractère professionnel des fonctionnalités d’Onshape, sauf à être un peu conservateur, voire dogmatique.
      Amicalement : Daniel Pers

  5. Bonjour et merci pour cet article,

    je viens de m’inscrire sous onshape et effectivement le logiciel parait intéressant et beaucoup moins couteux que solidworks puisque gratuit!
    par contre je m’interroge, y a-t-il moyen de faire des simulations mécaniques de type cinématique ou dynamique comme nous pouvons le faire avec meca3D (logiciel intégré sous solidworks)? car je suis en lycée et J’utilise très souvent ce moyen pour simuler des comportements de systèmes.

    Cordialement

    E. GALLET

  6. Merci pour votre dynamique très didactique . Je souhaiterais passer de la modélisation ONSHAPE à l’impression 3D de celle-ci ..
    Quels conseils et manip’ pour réalisation d’objet 3D ? Quelle imprimante ? Est-aisé avec ONSHAPE ( non pro ) . Cordialement , Joseph

  7. Bonjour,

    je débute sur on Shape et j’ai un problème, après l’ouverture du projet, je n’ai pas le cube 3D en haut à droite et ni les plans top, left etc. Comment dois je les activer ?

    Cordialement
    Bougeard Jean Noël

  8. Bonjour,

    Merci pour cette présentation de Onshape.
    J’envisage d’utiliser (et donc de tester avec mes élèves) Onshape en classe de seconde SI pour la modélisation de pièces et/ou assemblages dès la rentrée prochaine. J’utilise actuellement SW.
    Je m’interroge sur la meilleure manière de gérer les fichiers. Peut-être as-tu déjà un retour d’expérience dans ce domaine…
    Je voudrais avoir accès au travail des élèves : ils doivent donc avoir chacun leur compte et ils doivent me donner les droits d’accès à leurs fichiers. Est-ce que cela peut se faire automatiquement (par une procédure préalable). Est-il possible de créer des dossiers de partage (un par groupe de SI par exemple) pour faciliter tout cela ? Bref, j’ai du mal à voir la meilleure organisation possible au niveau des accès aux fichiers et de l’organisation à mettre en place (tant pour eux, que pour moi)…

    Si tu peux me conseiller, je te remercie par avance…

    Cordialement.

    • Bonjour Laurent.
      En ce qui me concerne, j’utilise de plus en plus Onshape pour concevoir des mécanismes imprimables en 3D. La prise en main du logiciel par les élèves est un peu longue car Onshape est conçu pour un usage professionnel. J’utilise donc Onshape de différentes manières, mais globalement je donne la modélisation aux élèves..

      1) Je conçois des mécanismes. Je donne ensuite à mes élèves un lien vers un questionnaire (avec Google Formulaire comme dans cet exemple : https://goo.gl/forms/Jyk1Gvp8vaphXsWs1) pour les guider dans l’analyse du mécanisme à partir de simulations du comportement cinématique avec Onshape.
      Pour pouvoir éditer les paramètres de simulation, il est nécessaire que les élèves travaillent chacun sur une copie de la modélisation dans leur compte Onshape.
      On peut aussi envisager de demander aux élèves de modifier ou compléter une modélisation pour obtenir le comportement souhaité. La réponse peut alors être la valeur numérique choisie (une dimension, un nombre de dents, …). L’élève peut aussi faire une capture d’image, une exportation en STL, … ou donner un lien vers sa modélisation (qu’il doit partager).

      2) Les élèves peuvent aussi mener des expérimentations avec la maquette imprimée à partir de la modélisation dans Onshape, comparer le comportement obtenu expérimentalement avec celui observé par simulation, modifier la modélisation pour obtenir le comportement souhaité, …

      3) Pour des projets menés avec des élèves de terminale, je donne à chaque équipe un lien vers une modélisation Onshape correspondant à une solution technique de base pour le projet de l’équipe. Les textes officiels en Sciences de l’Ingénieur stipulent que les élèves partent d’une modélisation fournie. Je préfère dans ce cas donner les droits en écriture pour que les élèves puissent ensuite faire les modifications souhaitées pour obtenir le comportement souhaité, et que le professeur puissent continuer à aider les élèves. Là encore le lien pour chaque équipe se trouve dans le document qui contient les consignes. Il peut être intéressant que l’équipe B puisse voir le travail de l’équipe A, en lecture seulement.

      En résumé, je ne laisse quasiment jamais les élèves modéliser une solution technique en partant de rien car cela ne correspond pas aux compétences visées (que ce soit avec Onshape ou un autre outil de CAO). Ils doivent partir d’une modélisation fournie. Cette modélisation est fournie par un simple lien que j’inclue dans le document avec les consignes de l’activité. Chaque élève ou chaque équipe peut ensuite travailler sur une copie depuis leur compte Onshape.
      Au final, on se contente donc de partager des liens vers les modélisations, partagées de manière publique en lecture seule, avec parfois les droits en écriture pour quelques élèves. Chaque élèves peut ensuite travailler sur une copie, si nécessaire.

      Cordialement : Daniel Pers, enseignant au LP2I en Sciences de l’Ingénieur

      • Bonjour,

        Merci pour toutes ces informations. Cela me donne en effet des idées sur la manière de procéder (belle cinématique pour ce voyage extraordinaire 🙂 ça donne envie d”aller au futuroscope!).
        Je dois tester tout cela sur Onshape pour valider la gestion des fichiers élèves…

        Encore merci,
        Cordialement,
        LaurentB.

  9. Habituelllement je travaille avec 3DExperience de Dassault. Onshape me semble en avoir certaines fonctionnalités (travail collaboratif, cloud…). Je testerai peut-être à la rentrée avec des étudiants en L2

  10. Bonjour Daniel, je suis modéliste avion, et je viens du “monde” Rhino 3D et DSM (Design Spark Mechanical). Je fabrique mes pièces de maquettes par impression 3D en utilisant des fichiers .STL qui sont transformés ensuite en fichiers .Gcode par un slicer (Cura ou Sclic3r).
    Je viens juste d’essayer Onshape, et je trouve que c’est un excellent logiciel de modélisation 3D. Mais…. je trouve pas le moyen de créer des fichiers .STL ou .OBJ à partir de ma modélisation.
    Pourriez-vous m’indiquer, le moyen de créer de tels fichiers à partir de Onshape ?
    Cordialement,
    Diego QUAGLIERI

    • Bonjour, il suffit de faire un clic droit sur l’onglet d’une pièce ou d’un assemblage et de choisir Export, puis STL. Le format OBJ n’est malheureusement pas disponible.
      Cordialement

      • Merci Daniel, je viens de faire la manip et c’est super…
        J’ai bien mes fichiers .STL et ils sont “digestes” dans CURA et Slic3r.
        Je vais donc me perfectionner dans la modélisation 3D avec Onshape.
        Je suis intéressé par les simulations de pièces en mouvement que vous avez réalisées,et je pense en utiliser pour les mouvement d’ailerons et volets atterrissage de mes avions. Je vais voir si je peux ouvrir des fichiers en provenance de Rhino, je peux les exporter en formats IGES ou STEP. Si Onshape peux ouvrir ces types de fichiers, je peux récupérer un très gros travail que je viens d’effectuer sur Rhino.
        Merci encore,
        Crdlt, Diego.

        • Cet article date d’il y a trois ans. J’ai acquis beaucoup d’expérience depuis dans la conception avec Onshape de mécanismes motorisés avec des pièces imprimées en 3D. Je suis prêt à apporter mon aide à ceux qui le souhaite, mais je ne pas beaucoup le temps de partager su Internet, surtout avec la réforme du lycée qu’il faut mettre en place, …
          Daniel Pers

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