Production de la maquette

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : 1. Imprimer un dessin vectoriel ou matriciel sur différents supports (papier, film, toile) en respectant les paramètres de résolution, de densité d’encre et de séchage. 2. Réaliser les activités d’intégration : contrôle de la qualité d’impression, repérage des repères de coupe, préparation du pochoir et vérification de la conformité des raccords. 3. Mettre en œuvre le procédé traditionnel de découpe des détails à l’aide d’un cutter ou d’une lame de précision, assurer la conformité du pochoir (épaisseur, netteté des bords) et réaliser les raccords entre les pièces découpées avec précision. 4. Appliquer les règles de sécurité et d’hygiène propres à l’atelier de flocage (manipulation des encres, utilisation des outils coupants, ventilation). **Prérequis** : - Maîtrise des bases du dessin technique (échelle, cotations, symboles). - Connaissance des différents types de supports utilisés en flocage (papier couché, film polyester, toile de coton). - Notions de sécurité en atelier (port des EPI, manipulation des produits chimiques). - Savoir lire un cahier des charges et interpréter un plan de fabrication. --- ## Introduction contextualisée Dans le secteur du flocage au Cameroun, la production d’une maquette constitue la première étape concrète du processus de fabrication. Elle permet de valider le rendu graphique, la faisabilité technique et la qualité d’assemblage avant le lancement en série. Une maquette bien réalisée réduit les rebuts, optimise le temps de machine et garantit la conformité aux exigences du client (ex. : maillots sportifs, bâches publicitaires, objets promotionnels). Ce chapitre s’inscrit dans la logique de l’approche par compétences : l’élève doit non seulement connaître les gestes techniques, mais aussi les justifier, les contrôler et les adapter aux contraintes réelles d’un atelier camerounais (climat tropical, disponibilité des matériels, normes MINESEC/IGE). --- ## I. Leçon 8 – Impression du design sur support ### 1. Notions de base de l’impression numérique - **Résolution** : nombre de points par pouce (dpi). Pour le flocage, une résolution de 300 dpi est généralement suffisante sur papier couché ; 150 dpi peut convenir sur film polyester si le support est lisse. - **Mode couleur** : CMJN (Cyan, Magenta, Jaune, Noir) pour les encres à base d’eau ou de solvant ; RVB uniquement pour l’écran de contrôle, jamais pour l’impression directe. - **Densité d’encre** : exprimée en % de couverture. Une densité trop élevée (> 250 %) provoque des bavures et un temps de séchage prolongé. > **>** Une densité d’encre de 180 % à 220 % est recommandée pour un bon transfert sur film polyester sans risque de débordement. ### 2. Préparation du fichier d’impression 1. Vérifier que le dessin est en mode CMJN et que les polices sont vectorisées ou converties en contours. 2. Ajouter un fond perdu (bleed) de 3 mm autour du tracé de coupe afin d’éviter les blancs après découpe. 3. Insérer les repères de coupe (crop marks) et les repères d’enregistrement (registration marks) si plusieurs couleurs sont utilisées. 4. Exporter au format PDF/X‑1a ou TIFF sans compression, avec profil ICC adapté au support (ex. : ISO Coated v2 pour papier couché). ### 3. Paramètres de l’imprimante (exemple d’imprimante à jet d’encre Epson SureColor S‑Series) | Paramètre | Valeur conseillée | Unité | Commentaire | |-----------|-------------------|-------|-------------| | Résolution d’impression | 1440 | dpi | Qualité photo, bon compromis vitesse/qualité | | Taille de goutte | 7,5 | µm | Goutte fine pour détails fins | | Température de séchage | 45 | °C | Air chaud, évite le gauchissement du film | | Vitesse de passage | 8 | m/min | Ajustable selon densité d’encre | | Marge de sécurité | 5 | mm | Distance minimale du bord du support | ### 4. Procédé d’impression pas à pas (atelier) 1. Charger le support (papier couché 150 g/m² ou film polyester 150 µm) sur le plateau, vérifier son alignement avec les repères de la machine. 2. Lancez l’impression en mode « Best Quality » (ou équivalent). 3. À la sortie, laisser le support sécher 2 s sous flux d’air chaud (45 °C) avant manipulation. 4. Contrôler visuellement l’uniformité de la couleur et l’absence de bavures à l’aide d’une loupe 10×. 5. Mesurer la densité d’encre avec un densitomètre (si disponible) ; viser 180‑220 % pour les zones pleines. ### 5. Exemple chiffré : calcul du temps d’impression Un dessin de format A4 (210 mm × 297 mm) doit être imprimé en pleine couverture (densité 200 %). - Surface imprimable = 0,210 m × 0,297 m = 0,06237 m². - Débit de l’imprimante (mode Best Quality) = 0,8 m²/min (donnée constructeur). - Temps théorique = Surface / Débit = 0,06237 / 0,8 = 0,078 min ≈ 4,7 s. En pratique, on ajoute 20 % pour le chargement, le séchage et les contrôles → **≈ 6 s** par feuille. ### 6. Normes et sécurité - Porter des gants nitrile lors du chargement du support afin d’éviter les traces de gras. - Utiliser un masque anti‑poussière si l’encre contient des solvants volatils (ex. : encres à base d’éthyl lactate). - Respecter la distance de sécurité minimale de 0,5 m entre l’opérateur et la tête d’impression pendant le fonctionnement. --- ## II. ACTIVITES D’INTEGRATION ### 1. Contrôle de la qualité d’impression - **Contrôle visuel** : vérifier l’absence de points manquants, de traînées, de décalage de registre. - **Contrôle métrologique** : mesurer l’écart entre deux repères de coupe avec un pied à coulisse (précision 0,01 mm). L’écart admissible ≤ 0,2 mm. - **Test d’adhérence** : appliquer un ruban adhésif standard sur une zone imprimée, le retirer rapidement ; aucune arrache d’encre ne doit apparaître. > **>** Un test d’adhérence conforme indique que l’encre est bien polymérisée et prête pour le transfert thermique. ### 2. Repérage des repères de coupe et préparation du pochoir 1. Reporter les repères de coupe du fichier imprimé sur le support à l’aide d’un stylet à pointe fine ou d’un marqueur permanent résistant à l’alcool. 2. Découper grossièrement le contour extérieur avec une paire de ciseaux de précision (écart ≤ 1 mm) afin de faciliter la manipulation. 3. Positionner le support sur une plaque de coupe autoportante (matériel : aluminium épaisseur 3 mm) et fixer avec des aimants néodyme pour éviter le glissement. ### 3. Vérification de la conformité du pochoir - **Épaisseur** : mesurer avec un micromètre ; épaisseur cible 0,15 mm ± 0,02 mm pour un film polyester de 150 µm après gravure chimique ou laser. - **Netteté des bords** : observer au microscope 20× ; les bords doivent être continus, sans éclats ni bavures. - **Alignement des repères** : superposer le pochoir sur le support imprimé ; le décalage maximal accepté entre un repère de coupe et son correspondant sur le pochoir est 0,1 mm. ### 4. Préparation des raccords (joints entre pièces) - **Type de raccord** : chevauchement de 2 mm avec colle thermofusible (ex. : colle EVA fondant à 80 °C) ou soudure à ultrasons pour les films polyester. - **Pré‑chauffage** : préchauffer les zones de raccord à 70 °C pendant 5 s à l’aide d’un pistolet à air chaud afin d’activer la colle. - **Application** : déposer un filet de colle de 0,2 mm de large, presser les pièces pendant 10 s sous une pression de 0,2 MPa (manuelle avec rouleau en caoutchouc). > **>** Une pression de 0,2 MPa garantit une pénétration suffisante de la colle sans écraser les détails du pochoir. ### 5. Exemple d’activité intégrée (situation professionnelle) Un atelier reçoit une commande de 50 maillots de sport avec logo en deux couleurs (blanc et rouge). - Étape 1 : Imprimer le logo en blanc sur film polyester (résolution 1440 dpi, densité 180 %). - Étape 2 : Contrôler l’adhérence (test ruban) → OK. - Étape 3 : Découper le contour extérieur, préparer le pochoir (épaisseur 0,15 mm). - Étape 4 : Vérifier l’alignement des repères (décalage 0,08 mm). - Étape 5 : Réaliser les raccords entre les pièces de logo (chevauchement 2 mm, colle EVA, pression 0,2 MPa). - Étape 6 : Passer au transfert thermique (presse à 180 °C, 15 s, 0,3 MPa). Le contrôle final montre un logo sans défaut, avec une bonne tenue après 20 lavages à 40 °C. --- ## III. Leçon 9 – Procédé de découpe traditionnel des détails, conformité du pochoir et raccords ### 1. Outils de découpe traditionnelle - **Cutter de précision** (lame en acier au carbone, angle 30°) : idéal pour les découpes droites et les courbes peu complexes. - **Lame de scalpel** (lame en acier inoxydable, épaisseur 0,25 mm) : utilisée pour les détails fins (< 0,5 mm). - **Règle métallique** avec rainure anti‑glissement : garantit une coupe droite et évite le dérapage. - **Tapis de coupe autoportant** (polyuréthane densité 0,9 g/cm³) : protège la surface de travail et préserve le tranchant de la lame. > **>** Toujours changer la lame après 10 m de coupe ou dès que l’on ressent une résistance accrue afin d’éviter les déchirures du pochoir. ### 2. Principes de la découpe manuelle - **Angle de coupe** : maintenir la lame à un angle constant de 45° par rapport au support pour obtenir une coupe nette sans écrasement. - **Pression** : appliquer une pression régulière, suffisante pour traverser le matériau mais pas assez pour déformer le support sous‑jacent. - **Vitesse** : avancer la lame de façon régulière (environ 5 mm/s) ; une vitesse trop lente provoque des bavures, trop rapide entraîne des accrocs. ### 3. Étapes de découpe des détails 1. Positionner le pochoir sur le tapis de coupe, aligner les repères de coupe avec les marques de la règle. 2. Effectuer une première passe légère (score) pour créer une ligne de guidage sans traverser complètement le matériau. 3. Réaliser la seconde passe en suivant la ligne de score, en maintenant l’angle et la pression constants. 4. Retirer délicatement la pièce découpée à l’aide d’une pince à bouts plats afin d’éviter de déchirer les bords. 5. Inspecter la coupe au microscope 10× : vérifier l’absence de fibres arrachées, de micro‑fissures ou de bavures. ### 4. Contrôle de la conformité du pochoir après découpe - **Épaisseur résiduelle** : mesurer aux points critiques (coins, courbes) avec un micromètre ; doit rester dans la tolérance ± 0,02 mm de l’épaisseur initiale. - **Rugosité des bords** : mesurer avec un profilomètre optique ; valeur Ra ≤ 2 µm considérée comme acceptable pour un transfert thermique de qualité. - **Déformation** : placer le pochoir sur une plaque de verre et vérifier l’absence de gauchissement (> 0,1 mm sur 100 mm) à l’aide d’un comparateur. > **>** Un pochoir dont la déformation dépasse 0,1 mm sur 100 mm entraîne un mauvais registre lors du transfert et doit être refait. ### 5. Réalisation des raccords entre pièces découpées - **Type de raccord** : chevauchement de 1,5 mm à 2 mm, selon l’épaisseur du matériau. - **Adhésif** : film thermocollant double face (épaisseur 0,05 mm, température d’activation 110 °C) ou colle PU à faible viscosité. - **Procédé** : 1. Nettoyer les zones de raccord avec un chiffon imbibé d’alcool isopropylique (70 %). 2. Appliquer l’adhésif sur une des surfaces, laisser évaporer le solvant 5 s. 3. Positionner la deuxième pièce, assurer le chevauchement voulu à l’aide d’un guide de réglage (épaisseur 0,2 mm). 4. Presser avec un rouleau en silicone sous une pression de 0,15 MPa pendant 8 s à 110 °C (presse à chaud ou fer à repasser réglé). 5. Laisser refroidir sous pression pendant 10 s avant de manipuler. > **>** Une pression de 0,15 MPa garantit une pénétration suffisante de la colle sans écraser les détails du pochoir. ### 6. Exemple chiffré : détermination de la longueur de raccord nécessaire Un détail à assembler mesure 45 mm de longueur. On prévoit un chevauchement de 2 mm de chaque côté. - Longueur totale du morceau à couper = 45 mm + 2 mm + 2 mm = 49 mm. - Si la matière première est fournie en bobine de 500 mm de largeur, on peut placer 10 détails côte à côte (10 × 49 mm = 490 mm) avec une marge de 10 mm pour les pertes de coupe. ### 7. Normes de sécurité et d’hygiène - Porter des lunettes de protection lors de l’utilisation du cutter afin d’éviter les projections de particules. - Utiliser des gants résistants aux coupures (niveau C selon EN 388) lors de la manipulation des lames. - Maintenir le poste de travail dégagé : aucun objet encombrant ne doit se trouver à moins de 30 cm de la zone de coupe. - Après chaque session, nettoyer le tapis de coupe avec un chiffon légèrement humidifié à l’eau savonneuse pour éliminer les résidus de matériau qui pourraient altérer le tranchant de la lame. > **>** Un poste de travail propre réduit de 30 % le risque de glissement de la lame et améliore la précision de la coupe. --- ## Synthèse du chapitre - **Impression du design** : résolution 300‑1440 dpi, mode CMJN, densité d’encre 180‑220 %, repères de coupe et de registration, séchage à 45 °C. - **Contrôle qualité** : test d’adhérence, mesure d’écart de repères ≤ 0,2 mm, contrôle visuel et métrologique. - **Pochoir** : épaisseur cible 0,15 mm ± 0,02 mm, bords nets (Ra ≤ 2 µm), déformation ≤ 0,1 mm/100 mm. - **Découpe traditionnelle** : cutter ou scalpel à 45°, pression régulière, vitesse ~5 mm/s, changement de lame chaque 10 m. - **Raccords** : chevauchement 1,5‑2 mm, adhésif thermocollant ou colle PU, pression 0,15‑0,2 MPa, température d’activation 110 °C. - **Sécurité** : EPI (lunettes, gants nitrile/anti‑coupure), ventilation, poste de travail dégagé, entretien régulier des outils. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | **Résolution (dpi)** | Nombre de points imprimés par pouce, mesure de la netteté de l’image. | | **Mode CMJN** | Système colorimétrique basé sur les encres Cyan, Magenta, Jaune et Noir utilisé en impression. | | **Densité d’encre** | Pourcentage de couverture d’encre sur le support, influençant le séchage et l’adhérence. | | **Repère de coupe (crop mark)** | Marge extérieure indiquant où le support doit être découpé. | | **Pochoir** | Feuille mince (souvent polyester) découpée suivant le tracé du dessin, utilisée pour transférer l’encre. | | **Épaisseur du pochoir** | Dimension verticale du matériau; pour un film polyester de 150 µm, l’épaisseur cible est 0,150 mm ± 0,02 mm, critique pour la fidélité du transfert. | | **Rugosité (Ra)** | Moyenne absolue des écarts de hauteur d’une surface, indicateur de la netteté des bords. | | **Chevauchement** | Zone de recouvrement entre deux pièces destinée à assurer la continuité de l’assemblage. | | **Adhésif thermocollant** | Film qui fond sous chaleur et pression pour coller deux surfaces. | | **ÉPI** | Équipement de Protection Individuelle (lunettes, gants, masque). | | **Déformation du pochoir** | Variation de forme (gauche‑droite, bombement) pouvant affecter le registre lors du transfert. | | **Profilomètre** | Instrument mesurant la rugosité d’une surface. | | **Micromètre** | Instrument de mesure de précision au centième de millimètre. | | **Pistolet à air chaud** | Outil produisant un flux d’air chauffé utilisé pour le préchauffage ou le séchage. | | **Taille de goutte** | Diamètre moyen d’une goutte d’encre émise par la tête d’impression, influençant la résolution et le détail. | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Calcul du temps d’impression **Consigne** : Un dessin au format A3 (297 mm × 420 mm) doit être imprimé en pleine couverture (densité 200 %) sur une imprimante jet d’encre dont le débit en mode qualité élevée est de 0,6 m²/min. Déterminer le temps théorique d’impression, puis ajouter 25 % pour le chargement, le séchage et le contrôle. **Corrigé** : - Surface = 0,297 m × 0,420 m = 0,12474 m². - Temps théorique = Surface / Débit = 0,12474 / 0,6 = 0,2079 min = 12,47 s. - Temps avec marge = 12,47 s × 1,25 = 15,59 s ≈ **16 s** par feuille. --- ### Exercice 2 – Vérification de la conformité d’un pochoir **Consigne** : Après découpe, un pochoir en polyester de 150 µm présente les mesures suivantes aux quatre coins : épaisseur 0,148 mm, 0,152 mm, 0,149 mm, 0,151 mm. La rugosité mesurée aux bords est de Ra = 1,8 µm. Déterminer si le pochoir est conforme aux tolérances (épaisseur ± 0,02 mm, Ra ≤ 2 µm). **Corrigé** : - Épaisseur moyenne = (0,148+0,152+0,149+0,151)/4 = 0,150 mm. - Écart maximal = max|0,150‑mesure| = 0,002 mm (< 0,02 mm) → conforme. - Rugosité Ra = 1,8 µm (< 2 µm) → conforme. **Conclusion** : le pochoir respecte les spécifications. --- ### Exercice 3 – Dimensionnement d’un raccord **Consigne** : Deux pièces de film polyester de 0,15 mm d’épaisseur doivent être assemblées par chevauchement de 2 mm. La colle thermocollante utilisée nécessite une pression de 0,18 MPa pour une activation correcte. Calculer la force nécessaire sur une largeur de raccord de 10 mm. **Corrigé** : - Surface de pression = largeur × longueur de chevauchement = 10 mm × 2 mm = 20 mm² = 2,0 × 10⁻⁵ m². - Force = Pression × Surface = 0,18 MPa × 2,0 × 10⁻⁵ m² = 0,18 × 10⁶ Pa × 2,0 × 10⁻⁵ m² = 3,6 N. **Résultat** : une force de **≈ 3,6 N** doit être appliquée sur le raccord. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | Utiliser une lame émoussée pour la découpe du pochoir | Bords déchirés, micro‑fissures, mauvaise adhérence de l’encre | Changer la lame après chaque 10 m de coupe ou dès que la résistance augmente ; vérifier le tranchant visuellement avant chaque série. | | 2 | Négliger le séchage après l’impression (passer directement à la découpe) | Bavures, transfert incomplet, défauts de registre | Respecter un temps de séchage mínimo de 2 s sous air chaud à 45 °C ou utiliser un tunnel de séchage dédié. | | 3 | Appliquer une pression excessive lors du raccord avec la colle thermocollante | Déformation du pochoir, perte de détails, amincissement local | Utiliser un dynamomètre ou une presse réglée à la pression spécifiée (0,15‑0,2 MPa) ; vérifier avec une jauge de pression si disponible. | | 4 | Ne pas nettoyer le tapis de coupe entre deux séries de matériaux différents | Contamination du matériau, rayures, réduction de la durée de vie de la lame | Passer un chiffon légèrement humidifié à l’eau savonneuse, puis sécher ; éliminer les résidus de poussière ou de fibres. | | 5 | Travailler sans lunettes de protection lors de l’utilisation du cutter | Risque de projection de particules pouvant endommager les yeux | Porter systématiquement des lunettes de sécurité conformes à la norme EN 166 ; vérifier leur état avant chaque utilisation. | | 6 | Utiliser des solvants (alcool, acétone) sans ventilation adéquate | Inhalation de vapeurs toxiques, maux de tête, irritation des voies respiratoires | Travailler sous hotte ou dans un espace bien aéré ; porter un masque à filtre organique si la ventilation naturelle est insuffisante. | --- *Fin du cours.*