Présentation du Stage de fin d’étude UATS Présentation du Stage de fin d’étude RESOLUTION DE PROBLEME D’OUVERTURE ET DE FERMETURED’UN POUBELLE A PEDALE Réalisé par : SEYF EDDINE BOUDHALAA ELHANI WALID Encadré par : Mr. REZGUI ABDESSLAM Année universitaire : 2010- 2011

Plan de travail 1- Introduction 2- Présentation de l’entreprise et problématique 3- Recherche les causes de défaillance 4- Etude fonctionnelle 5- Calcul et dimensionnement 6- Conception 7- Conclusion

1-Présentation de l’entreprise Le Système Intérieure d’Automobile de Sousse « UATS » est l’une des filiales du groupe industriel DRÄXLMAIER C’est un partenaire du système et du développement de l’industrie automobile Allemand fabrique des faisceaux des câbles électriques et d’habitacle intérieur et qui emploie environ 2500 personnes réparties sur 13 filiales dans le monde. En effet, la production se résume en trois chaînes : Chaîne de production de levier de boitte vitesse. Chaîne de production d’airbag. Chaîne de production des plaquettes et des agrafes.

Problématique Le besoin (sous la demande du client) : Moule à 4 empreintes d’une plaquette du levier, de changement de vitesse (Boit de vitesse BMW). La réalisation de ce moule pour le nouvel article (fourreau) se fait en 2 étapes : Conception du moule. Fabrication du moule. Notre projet consiste à faire la première étape : Étude et Conception d’un moule à quatre empreintes de la plaquette de boite vitesse automatique BMW

Cahier de charge Partenaire industriel : La société POLYPLAST Projet : Étude et Conception d’un moule à 2 empreintes d’un D’un bras . Produit : Matière : Le polypropylène(PP) ; Retrait : 0.2% à 0.8% ; Densité : 0.91 [g/cm3] ; Structure : cristallin ; Température de moulage : 230 [°C] ; Température de moule : 80° [°C] ; Température de fusion : 110 [°C].

Moule : Nombre d’empreinte : 2 empreintes ; Éjecteurs : Ejecteurs à tète cylindriques. Machine :  Unité d’injection Diamètre de la vis : [mm] ; Pression d’injection spécifique : 1810[bar] ; Course de la vis : 80 [mm] ; Volume d’injection maximal : 39 [cm³]. Unité de fermeture : Force de fermeture max : 500 [KN] ; Force d’éjection max : 30 [KN] ; Hauteur maximale du moule : 200[mm] ; Hauteur minimale du moule : 100[mm] ; Cycle à vide : 2 [s] ; Autre temps : de 1 à 3 (s).

Présentation du projet Notre projet consiste à concevoir un moule à 4 empreintes pour une plaquette d’un levier de boite de vitesse, en poly méthacrylate de méthyle (PMMA), d’une boite vitesse automatique BMW.

2.Etude fonctionnelle a. Modélisation de système

Utilisateur MP pâteuse b-Diagramme de la bête à corne A qui rend- il service? Sur quoi agit –il? Dans quel but? Utilisateur MP pâteuse Moule à 2 empreinte d’un bras d’une poubelle à pédale Mouler un bras d’une poubelle à pédale

Les fonctions de service sont exprimées a partir le diagramme pieuvre: c-Identification des fonctions de services Les fonctions de service sont exprimées a partir le diagramme pieuvre:

Enoncer les fonctions de service  Fp1 : Permettre le moulage d’une plaquette de boitte de vitesse. Fc1 : être facile à manipuler. Fc2 : être compatible avec la presse (distance entre colonne) Fc3 : être maintenable Fc4 : être adaptable à l’énergie de la presse. Fc5 : assurer la sécurité de l’opérateur et la machine. Fc6 : être peu coûteux. Fc7 : être résistant au milieu extérieur.

L’histogramme des fonctions Il s’agit de rendre significatifs les résultats de l’hiérarchisation fonctionnelle. Pour cela les points relatifs à chaque fonction sont transformés en pourcentage, ce qui permet d’établir l’histogramme des souhaites exprimé par l’utilisateur :  

3- Calcul et dimensionnement a -Dimensionnement de la carotte : 1ère méthode : D’après l’équation de DOLORME on a : d : diamètre du carotte . K : coefficient de fluidité caractéristique de matériaux, pour le PP ; k=0.6 V : volume de la matière à injecter (24.54 [cm3]) Donc d = 4.61 mm

2ème méthode : D’après la relation de MORGUE on a :   2ème méthode : D’après la relation de MORGUE on a : d : diamètre de la carotte. V : volume de la matière à injecter en [cm3] Vt : vitesse d’injection dépend du polymère en [cm3∕ s] Donc  d = 3.44 mm

3ème méthode : Le tableau si dessous présente le diamètre de la carotte et le diamètre du seuil d’injection en fonction de la masse de la pièce. Poids de la pièce [g] Diamètre de la carotte d [mm] Diamètre du seuil d’injection [mm] 0 - 10 2. 50 à 3.5 0.6 à 0.8 10-20 3.5 à 4.5 0.8 à 1.2 20-40 4 à 5 1.0 à 1.8 40-150 4.5 à 6 1.2 à 2.5 150-300 4.5 à 7.5 1.5 à 2.6 300-500 5.0 à 8.0 1.8 à 2.8 500-1000 5.5 à 8.5 - Donc 3.5 ≤ d ≤ 4.5

Remarque :   On a choisie le valeur obtenue par la méthode de DOLORME  puisque c’est la plus efficace Donc d = 4 mm

b- Dimensionnement des canaux: 1ère méthode Epaisseur [mm] Longueur [mm] d min [mm] 0.5 à1.5 50 3.2 1.3 à 3.5 100 4.8 3.8 à 6.4 150 6.5 Donc d min = 6.5 mm

2ème méthode : méthode analytique. - En utilisant la méthode de BASF on peut déduire le diamètre du canal : d: diamètre du canal [mm] e max : épaisseur de la pièce [mm] Donc d = 5.8 [mm]

3ème méthode : méthode graphique. Diamètre d’entrée d du canal de la busette en fonction de la masse G de la moulée et de l’épaisseur maximale e de la pièce . 0.004 6 D’après la méthode graphique qui donne en relation la masse de la moulée en fonction du diamètre du canal d’alimentation l’épaisseur de la pièce : Donc d = 6 mm

c-Calcul thermique : Temps de refroidissement : 1ème méthode :(méthode analytique) Tr : temps de refroidissement [s] e : épaisseur de la pièce [m] = 4.3 10-3 [m] αeff   : Coefficient de diffusion thermique (diffusivité) du polymère) 7 [10-8 m2 s-1] Ti : température d’injection 230 [°C] Tm : température de l’outillage (à la surface de l’empreinte) 80 [°C] Td : température moyenne de la moulée au moment du démoulage 110 [°C] Donc tr = 39.18 [s]  

2ème méthode :(méthode numérique) Ainsi on remarque un différence entre le deux résultats (analytique et numérique). Pour le choix convenable de temps de refroidissement est celui obtenue par MOLDFLOW. tr = 25.41 [s] Remarque :

Vitesse d’échange thermique : Donc Ve = 5.11 [°C/s] Quantité de chaleur à évacuer : Qh =1473.84 Kcal/h  Consommation horaire de liquide de refroidissement : Gh = 368.45 [Kg/h]

Le diamètre de section de passage d’eau : Calcul de section de passage d’eau Wf : vitesse du fluide dans les canalisations (d’après technique d’ingénieur est entre 0.5et 1.5) Pf  : Masse volumique du fluide à 20 [°C] =1000kg/m3 Alors Fp=204.69 mm2 Le diamètre de section de passage d’eau : Donc dp=16.14 mm

Vérification de nombre de Reynolds (Re ): WF : vitesse du fluide dans les canalisations = 0.5 [m / s]  Dp : Diamètre des canaux(12 mm) f : Viscosité cinématique=1 .10-6[m2 / s]. Donc l’écoulement de l’eau dans les canaux de refroidissement est de type turbulent, qui est plus efficace que le régime laminaire.

Calcul du coefficient d’échange thermique(ht): D : diamètre hydraulique des canaux [mm] λ f = conductibilité thermique de l'eau (Kcal / m h °c) D’ou Pe = nombre de peclet : f =1 [Kcal/Kg °c] (chaleur spécifique de l'eau) Cpf =1000 [Kg/m³] (masse volumique de l’eau)

Emplacement des canaux : Sc: surface de canaux (m2). Qh : la quantité de chaleur à évacuer en [Kcal/h]. ht : le coefficient de transmission [Kcal / m2 hk]. Donc Sc=165 [m2]

Sc : surface de canaux (m2). Lc :Longueur de canaux (mm). Longueur des canaux : Sc : surface de canaux (m2). Lc :Longueur de canaux (mm). Dp : diamètre hydraulique des canaux (mm). DONC

4- Conception Le moule, qui a été conçu sous CATIA, est classique à 4 empreintes à canaux froids (pièce démoulée avec la carotte). Il est constitué de deux parties principales : une partie fixe montée sur le plateau fixe de la machine, et une partie mobile montée sur le plateau mobile de la machine (Arburg 320-500-60).

La partie fixe est constituée par: Bague de centrage Colonnes de guidage plaque porte-empreinte supérieure buse d’injection

Les fonctions du moule : 1 - fonction alimentation : L’alimentation de notre moule est assurée par les composants suivant : Canaux d’alimentation et Seuil d’injection  Buse d’injection 

2 - Fonction centrage : 3- Fonction guidage : Bague de centrage Rondelle de centrage Douille de centrage 3- Fonction guidage : Colonnes de guidage

5- fonction refroidissement 4- Fonction éjection : Assuré principalement par la batterie d’éjection 5- fonction refroidissement  Le refroidissement des pièces dans le moule est assuré par un circuit de circulation d’eau :

Dessin d’ensemble : Le moule comprend des pièces standard et des pièces à fabriquer, dont le dessin d’ensemble est représenté sur un format A0. Pièces standard : Colonne de guidage vis Bague de centrage Buse d’injection éjecteurs

Pièces à fabriquer : Batterie d’éjection (Dessin de définition Format A4). Tasseau (Dessin de définition Format A4). Plaque porte empreinte inférieure (Dessin de définition Format A3). Plaque de fixation supérieure (Dessin de définition Format A4). Plaque de fixation inférieure (Dessin définition Format A4). Le dessin d’ensemble montre les vues suivantes : Vue de face : Cette vue montre les défirent forme sur la face. Vue de dessin en coupe A-A : cette vue montre les forme caché.  

Matériaux : Les pièces standard sont réalisées : Empreinte inférieure sont réalisées avec un matériau. Montre les pièces (standard).

Machine : Électroérosion Fabrication : Empreinte inférieure. Machine : Électroérosion Vue d’ensemble du moule éclaté

Conclusion Durant ce projet, on a: Déterminé, dans l’ordre, les principales fonctions de service à remplir pendant la conception. Étudié toutes les étapes de la conception des moules. Vérifié le calcul des paramètres en utilisant un logiciel de simulation rhéologique (MODFLOW). Présenté un travail qui respecte le cahier de charge et les exigences de nos encadreurs.

Merci pour votre attention