Porte-clés plat empilable

Passe Partout

L'objet qui fera dorénavant parti de votre quotidien

 

Sommaire

Introduction        

Analyse du marché

Analyse fonctionnelle 

          - Contexte et présentation du projet

          - Diagramme "bête à cornes"

          - Besoins et contraintes liées au projet

          - Résultats attendus

Conception

Les pièces et leurs forces

          - Partie haute

          - Partie basse

          - La glissière

          - L’ensemble du range-clés

Conclusion

Donnez votre avis

 

---

Introduction

Dans le cadre du Projet S3 - Optimisation Produit, nous avons dû fabriquer un objet innovant. Nous avons donc choisi de concevoir un porte-clés empilable innovant, tout en répondant aux exigences de ce projet.

Une des premières problématiques sur laquelle nous avons dû nous pencher est la recherche d'idées afin de mener à bien notre projet. Pour cela nous avons fait de nombreuses recherches : bibliographiques, internet… À travers celles-ci nous nous sommes rendus compte qu’un produit pourra potentiellement se faire une place dans un monde où la concurrence est rude seulement s’il répond aux besoins du public visé. En effet nous avons donc compris que le produit que nous inventerons ou innoverons devra être capable de répondre aux attentes du consommateur ciblé, plaire à celui-ci, répondre à des besoins utiles, qu'il résolve un ou des problèmes existants. C’est pourquoi dans cette optique et pour obtenir davantage d’idées nous avons également sondé notre entourage sur les problèmes qu’ils rencontrent au quotidien et pour lesquels ils souhaiteraient une solution réelle. En synthétisant tous les problèmes rencontrés nous avons remarqué que des objets simples d’idée mais innovants, utiles et surtout utilisables dans la vie quotidienne ressortaient le plus. C’est pour cette raison que nous avons décidé de créer un produit innovant : passe-partout. Une boîte empilable avec d'autres utilisant un système de glissière dans laquelle nous pouvons ordonner nos clés de sorte à ne plus lutter avec la serrure pour trouver quelle clé sera la bonne.

 Analyse du marché :

Nous sommes conscients que de nombreux range clés sont actuellement sur le marché cependant d’après nos avis et celui de nos proches, un manque de fonctionnalités y est présent. C'est la raison pour laquelle nous avons décidé d’innover ce produit. Les ranges-clés existants offrent déjà la possibilité de ranger ses clés pour ne plus qu’elles soient sur un trousseau où les clés se mélangent toutes. Puisque nous étions persuadés que de nombreuses améliorations pouvaient être apportées nous nous sommes de cette manière penchés sur les contraintes des range-clés en vogue sur le marché. Les principaux problèmes étant les suivants :

 - Bien que les clés soient rangées nous ne pouvons toujours pas discerner les clés, en effet par habitude nous le pourrions. Sachant que l’on souhaite toucher un large public nous avons également pensé aux concierges et à tous les autres métiers dont le travailleur a besoin d'un nombre important de clés, bien évidemment pour ces personnes ce système n’est pas très adéquat. En effet les clés sont rangées cependant au vu du nombre de clés à leur disposition ce serait très long à mémoriser l’emplacement de chaque clé dans le range-clés. Parfois même après mémorisation ils perdent du temps à trouver la bonne du fait de la ressemblance de nombreuses clés.

Exemple de range-clés dans le top des ventes.

 

• Encore une fois pour les concierges et autres, ces ranges clés ne permettent de ranger qu’un certain nombre limité de clés 
• Certains sont à monter et démonter soi-même avec parfois des systèmes qui peuvent être compliqués pour de nombreux utilisateurs, cela implique donc une diminution du niveau d’ergonomie et de praticité.

• Les range-clés ne permettent pas une identification rapide de la clé à utiliser. 

De plus, le trousseau de clé qui est l’objet traditionnel n’est pas si pratique, effectivement il est difficile de ranger un trousseau avec une dizaine de clés dans sa poche. C’est pourquoi une boîte de sorte à ce que la clé puisse être insérée et sortie sans problème, capable d’être rangée dans une poche était nécessaire. Nous avons pris en compte tous ces problèmes dans le but d’apporter des solutions concrètes. Tout au long de ce projet, notre but était donc de simplifier l’utilisation de ces produits, se baser sur les problèmes de ces produits que nous avons pu relever afin de les condenser et en tirer des solutions innovantes. Ainsi il fallait que notre produit reprenne les avantages des produits sur le marché et nos idées d’innovation.

 

Analyse fonctionnelle

 

1. Contexte et présentation du projet

 

« Développement d’un nouveau projet »

Contexte : porte clés reprenant les fonctionnalités d’un porte cartes

Problème : dans un porte clés classique il est difficile de discerner les clés semblables

Objectif : créer un porte-clés modulable et pratique

 

2. Diagramme "bête à cornes"

3. Besoins et contraintes liées au projet

FP1 : permettre de stocker ses clés dans le porte clés

FP2 : permettre l'ouverture de la serrure par l'utilisateur grâce aux clés

FC1 : permettre un bon maintien des clés en position ouverte et fermé dans le porte clés

FC2 : permettre une installation (montage/démontage) des clés dans le porte clés de manière pratique 

FC3 : être facilement préhensible, compact modulable pour l’homme

FC4 : résister aux contraintes de stockage dans un sac ou une poche (chocs, déformation, flexion…)

FC5 : résister à son environnement (l’eau/poussière)

FC6 : maintenir son intégrité physique lors de l'ouverture de la porte/résister à la torsion des clés

FC7 : permettre à l'Homme une mise en place pratique des clés dans le porte clés

 

4. Résultats attendus

• Empilable
• Discerner facilement les clés
• Accéder facilement aux clés
• Relativement solide
• Compact
• Utilisable pendant l’ouverture de la porte

 

Num	Fonction	Critère	Niveau
FP 1	Permettre le stockage des clés dans le porte-clés	Nombre de clés	1 Par Partie modulable
FP 2	Permettre l’ouverture de la serrure par l’utilisateur grâce aux clés	Ergonomie	Préhension et rotation facile
FC 1	Permettre un bon maintien des clés en position ouverte et fermé dans le porte-clés	Réduire le mouvement des clés dans la boîte	Ne pas laisser les clés en mouvements libre , toujours pouvoir les sortir
FC 2	Permettre une installation (montage/démontage) des clés dans le porte clés de manière pratique		Quelques secondes , installation simple sans notice.
FC 3	Etre facilement préhensible, compact modulable pour l’homme	Doit pouvoir se glisser dans une poche de vêtement. Encombrement maximum.	Inférieur à ...g Inférieur à..*..*..* mm
FC 4	Résister aux contraintes de stockage dans un sac ou une poche (chocs, déformation, flexion…)	Résister à une chute normale. Résister aux chocs dû au maniement de l'objet. Résister aux chocs au quotidien	Assez résistant
FC 5	Résister à son environnement (l’eau/poussière)	Corrosion Perméabilité	Aucune corrosion Imperméabilité
FC 6	Maintenir son intégrité physique lors de l'ouverture de la porte/résister à la torsion des clés	Indéformable lors de l’utilisation normale/ en condition standard d’utilisation	Très peu déformable
FC 7	Permettre à l'Homme une mise en place pratique des clés dans le porte clés	Facilité d'utilisation et praticité	Simple d’utilisation (remplacement et utilisation des clés)

 

 

Pourquoi le produit existe-t-il ?

• Parce qu’un quotidien "organisé" permet en effet, selon les spécialistes, de libérer son esprit et de trouver la sérénité.
• Parce que l’utilisateur ne doit pas être contraint à lutter pour trouver la bonne clé lorsque la plupart de ses clés sont toutes ressemblantes les unes aux autres.

 

Pour quoi ce besoin existe-t-il ?

• Pour donner la possibilité de ranger les clés de manière ordonnée.
• Pour éviter de perdre ses clés
• Pour rassembler plusieurs clés dans un seul objet.

 

Qu'est-ce qui pourrait le faire évoluer ?

• Avoir la possibilité de mettre tout type de clés dans le range clés (pas uniquement les classiques rondes)

 

Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ?

• La disparition des clés à cause du changement du type de verrouillage, c’est-à-dire que l’on passerait à une utilisation totale de carte magnétique/code d’accès.

 

Dans sa forme actuelle, le besoin est-il validé ? 

Oui

 

Pourquoi ?

• Il est presque impossible que nos clés disparaissent dans les prochaines années.

Conception

Lors de la conception la première étape est de dessiner un objet physique en accord avec les fonctions contraintes et donc, les formes contraintes 

Nous choisissons à ce moment les formes générales , les dimensions approximatives et nous nous mettons d’accord sur les fonctionnalités à ajouter et comment rendre le produit le plus pratique possible.

Dans notre cas nous avions démarré l’esquisse avec la taille d’une clé en tête et l’obligation de permettre l’objet de rentrer dans une poche avec un taille et un volume strictement inférieur à celui d’un téléphone portable.

Le modèle de clé standard que nous avons utilisé pouvait rentrer dans un rectangle de dimension : 55 mm par 30 mm. Il fallait donc que le boîtier soit de dimensions légèrement supérieures. Nos dimensions maximales définies par la taille d’un téléphone avoisinaient les 150 mm par 70 mm. 

L’objet fait donc 70 mm par 50 mm ce qui nous a paru être le plus grand compromis entre praticité, solidité et faisabilité.

Pour placer et enlever la clé nous nous sommes basés sur un système de clips par déformation plastiques avec dans la partie haute le crochet et dans la partie basse l’attache , nous avons choisis d’utiliser cet méthode car elle est très simple à mettre en place et à produire,permet une ouverture facile tout en offrant une certaine résistance lors de son utilisation classique . 

Pour que la clé soit rangée mais puisse être utilisable nous avons opté pour un système de glissière horizontale qui permet à la clé d'être entièrement cachée lorsqu'elle est rangée et lors de son utilisation de faire sortir uniquement la partie utile de la clé.

 

Une fois la forme et les dimensions trouvées et les contraintes résolues , nous pouvons ensuite passer à la CAO, la Conception Assisté par Ordinateur nous permet d’avoir un rendu en 3 dimensions et de pouvoir interagir avec l’objet afin de vérifier l’assemblage des pièces, les jeux nécessaire et enfin pouvoir préparer un modèle à imprimer en 3D.

 

Nous avons débuté la conception de notre objet par une mise en forme globale de nos différentes idées sur papier. Cela nous a permit de dessiner un objet physique en accord avec les fonctions contraintes et donc, les formes contraintes (photo dessin)

 

C’est lors de la création de nos croquis, que nous avons choisi les formes générales, les dimensions approximatives et les fonctionnalités à ajouter. Tout ceci avait été étudié et discuté au préalable entre nous, afin d’être en accord sur le rendu final de notre objet. De plus, chaque propositions ou idées que nous avions avaient comme but de rendre le produit le plus pratique possible.

 

Ainsi nous avons pu commencer l’esquisse, basée sur la taille d’une clé car nous avions comme obligation de permettre à l’objet de rentrer dans un poche. Il fallait donc que le volume et la taille totale soient strictement inférieurs à celui d’un téléphone portable. 

 

Notre clé de référence était un modèle standard (clé à tête ronde), nous permettant de la faire rentrer dans un rectangle de dimensions 55mm par 30mm (le boîtier devait être de dimensions légèrement supérieures). Nos dimensions maximales définies par la taille d’un téléphone avoisinaient les 150 mm par 70 mm. L’objet fait donc 70 mm par 50 mm ce qui nous a paru être le plus grand compromis entre praticité, solidité et faisabilité.

 

Pour placer et enlever la clé nous nous sommes basés sur un système de clips par déformation plastiques avec dans la partie haute le crochet et dans la partie basse l’attache, nous avons choisis d’utiliser cette méthode car elle est très simple à mettre en place et à produire (il n’est pas difficile d’ouvrir l’objet tout en offrant une certaine résistance lors de son utilisation classique). 

Pour que la clé soit rangée mais puisse être utilisable nous avons opté pour un système de glissière horizontale, ce qui permet à la clé d'être entièrement cachée/protégée lorsqu'elle est rangée dans son boitier et lors de son utilisation ne faire sortir uniquement la partie utile de la clé.

 

Une fois la forme et les dimensions trouvées ainsi que les contraintes résolues, nous sommes passé à la CAO, la Création Assisté par Ordinateur nous permettant d’avoir un rendu en 3 dimensions et d’interagir avec l’objet afin de pouvoir vérifier l’assemblage des pièces, les jeux nécessaires et enfin pouvoir préparer un modèle à imprimer en 3D.

Matériau :

Pour le choix du matériau de construction , nous nous sommes penchés sur une matière plastique, évidemment moins chère et facile de production pour des petites pièces comme celle-là . Afin d’affiner nos critères parmi la longue liste des plastiques , nous cherchions un plastique durable , esthétique et légèrement souple , avec évidemment un prix raisonnable et une facilité de moulage. Grâce au logiciel CES et à nos recherches nous nous sommes accordés sur le polypropylène (PP) un plastique avec un très bon module d'Young et de compressibilité , avec un prix et un poids très raisonnable. De plus ce matériau est disponible dans de nombreux coloris ce qui est important pour la différenciation des clés et facile à mouler . Le polypropylène est donc un des matériaux qui nous a paru le plus adéquat.

Les pièces et leurs forces:

Après avoir fini la création des pièces sur CREO, nous avons commencé les calculs afin de déterminer les différentes parties fragiles de notre assemblage.

La solidité est un point important de notre objet, le porte clés doit résister aux forces principales afin de garantir sa durée de vie.

Pour l’étude des pièces, nous avons choisi le polypropylène comme matériau. Ce matériau est idéal pour notre projet de porte-clés, de par son faible coût, sa résistance plus que satisfaisante et sa maniabilité pour la conception.

Partie haute et basse :

Les pièces hautes et basses possèdent le système de clipsage permettant le maintien de la glissière, de la clé et bien sûr l’assemblage.

Ce sont donc les pièces les plus importantes à étudier au niveau de leur solidité pour supporter l’ouverture et la fermeture systématique de l’assemblage, lors de la vie du produit (exemple : l’ouverture est nécessaire pour changer la clé).

Partie haute :

 

Pour la pièce supérieure, comme nous pouvons le voir sur cette image les parties les plus sensibles sont toutes les bordures de la pièce (les zones de clipsage).

Ainsi, comme attendu cette zone est plus fragile, mais au vu de la force très faible nécessaire pour ouvrir le porte-clés, il y a peu de risque que la pièce cède. 

 

Partie basse :

La même étude est portée sur la pièce inférieure, nous identifions donc que les coins de la zone de clipsage sont également les zones sensibles. Cela ne pose aucun problème pour la résistance du clipsage dans sa globalité puisque le maximum subit dans cette zone est d’environ 1 kPa (que ce soit pour la partie haute ou basse).

 

Pour cette pièce nous avons également cherché à savoir si l'excroissance permettant de guider la glissière pourrait avec le temps se déformer et ne plus assurer sa fonction. Par la simulation nous

pouvons en conclure que la glissière subit une force si faible qu’elle pourra toujours assurer sa fonction.

 

La glissière :

Cette pièce, comme l’indique son nom, permet de faire glisser la pièce pour l'utiliser, elle va donc subir une série de forces au cours de son utilisation.

Il était très important d’analyser si la partie la plus fine casserait pendant le glissement de la clé. Comme illustré par la simulation, cette partie est effectivement plus sensible que les autres zones. Mais par cette étude nous pouvons assurer qu’il n’y a aucun risque

 

L’ensemble du range-clés :

Il est tout de même important d'étudier la pièce dans son ensemble. En effet, le porte-clé sera dans la poche ou le sac de l’utilisateur, il doit donc résister à cette pression pour ne pas céder ou se déformer. Grâce à la simulation nous avons pu en déduire que la partie supérieure possède des zones plus sensibles qui pourrait amener à une déformation si la pression subie est très forte ; ce qui ne sera pas le cas dans une poche de jeans ou un sac

De part nos différentes observations nous avons vérifié et attesté de sa solidité et sa rigidité.

 

Conclusion

Pour conclure, nous sommes globalement satisfaits de ce projet. En effet, c’est l’une des premières fois où l’on a pu rassembler nos connaissances théoriques afin de les mettre en pratique tout en apprenant davantage, nous pouvons citer l’utilisation de machines onéreuses par exemple. La possibilité de travailler sur un projet dont le sujet est vague est enrichissant puisque cela nous oblige de mettre une certaine démarche en place, à chercher de nous-même une invention ou alors une innovation et cela fait également parti du métier de l’ingénieur, c’est pourquoi nous sommes satisfaits d’avoir participer à un tel projet. Nous commençons d’ores et déjà à nous former pour notre futur métier nous l’avons bien compris au travers de cette nouvelle expérience.

De plus celui-ci nous a permis de découvrir de nouvelles connaissances, d’approfondir le logiciel de CAO Creo, de renforcer certaines de nos qualités, comme le travail de groupe, la gestion du temps avec le suivi d’un calendrier dans le but de finir à temps le projet ainsi que l’organisation. Ces qualités sont l’essence même d’un bon ingénieur.

Nous sommes conscients que ce projet pourrait encore être innové comme tout objet. Par exemple nous pourrions insérer deux clés au lieu d’une dans un objectif d’optimisation de volume et bien d’autres. Nous attendons le retour de nos testeurs et de notre entourage encore une fois afin de sonder le public visé quant à ses attentes, ses critiques qu’ils pourraient porter à l’égard de notre objet. C’est pourquoi nous laissons un formulaire dans lequel vous pouvez donner votre avis sur l’objet. Nous nous chargerons donc d’optimiser passe partout afin qu’il devienne passe partout 2.0 grâce à vos critiques et vos avis.

 

Nom :        

e-mail :      

Votre avis :