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LES OUTILS DE PRÉ-DIMENSIONNEMENT UN
ASSISTANT À LA CONCEPTION DE PIÈCES
PLASTIQUES
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PLAN
De la modélisation mathématique à la simulation numérique Motivations et succès
Limitations
Outils de pré-dimensionnement Motivations
Avantages et stratégie de développement
NUMPLAST: plateforme numérique pour la plasturgie
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DE LA MODÉLISATION MATHÉMATIQUE À LA SIMULATION NUMÉRIQUE
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Qu’est ce que la simulation numérique
Méthode de représentation de phénomènes physiques par ordinateur pour comprendre et prédire le comportement réel d’un système
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Quels domaines concernés ?
Transport
Services
Energie Santé
Sciences
…..
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La gamme d’outil couvre aujourd’hui la quasi-totalité des problèmes rencontrés en conception
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En plasturgie
Les logiciels commerciaux pour la plasturgie
Injection
Composites
Extrusion
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Prototype numérique: Outil clé dans le développement
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Géométrie
Maillage
Mise en données
Calculs
Analyse des
résultats
Optimisation
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Prototype numérique
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Avantages pour la conception et l’optimisation Gain en efficacité de développement et coût de mise au point
Test de plusieurs configurations sans coût supplémentaire en matériel / à un prototype réel
Réduction du coût de réalisation d’essais réels
Remplace les essais réels difficiles voire impossible à réaliser
Simulation prédictive -> du prototype numérique à la fabrication sans intermédiaire
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Limitations des outils du commerce
Logiciels métier pour qui ? Experts du procédé/ du métier
Toutefois besoin de solides connaissances en calcul et en modélisation numérique
Lourdeur liée à la préparation du calcul (temps de mise au point )
Pas toujours adapté aux nouveaux procédés
Peu d’outils dédiés à certains procédés
Outils simples d’utilisation pour pré-dimensionner un système
Donner les bonnes orientations d’un projet rapidement
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OUTILS DE PRÉ-DIMENSIONNEMENT
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Outils de pré-dimensionnement
Pourquoi ? Aide à la décision rapide et efficace
Faire les bons choix stratégiques en amont du projet
Sécuriser le projet
Pour qui ? Dédiés à un plus large public
Comment ? Mise en données simple et intuitive
Utilisation agile
Temps de calcul ≈ 1 min
Temps d’étude entre 1 et 20 min
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PLATEFORME DÉDIÉE À L’INGENIERIE NUMÉRIQUE EN PLASTURGIE
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Présentation de la plateforme
Accès sécurisé via un compte utilisateur:
Simulation Logiciel Formation
• Accompagnement et Expertise
Modélisation des procédés
Modélisation multi-physiques
Optimisation topologique
Tomographie X
…….
• Développement logiciels
métiers plasturgie et composites
• Développement applications
spécifiques
• Formations logiciels
• Support technique
• Formations appliquées
http://www.poleplasturgie.net/Numplast.html
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Les outils de pré-dimensionnement en pratique
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Client -> fourniture d’une nouvelle pièce Données d’entrée:
Géométrie numérique
Matière PPS 65% FV
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Objectifs
Chiffrer le coût de fabrication pièce [ f(tref) ]
Modéliser le procédé d’injection (Etude rhéologique) [ Input: tref ]
Optimiser le système de régulation de l’outillage [tref cible ]
Déterminer le bon choix matière (grade/famille/…) [tref ]
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Fondu
Solide tf?
Objectif: Estimer le temps de refroidissement d’une pièce plastique tf ,
basé sur un modèle plaque d’épaisseur constante
Fondu
Polymère
Tinjection Etat initial t=0s
Etat final t= tf ?
Temps [s]
Tem
péra
ture
[°C
]
0 tf ?
Tinjection
T éjection
? T=Téjection
T=Téjection
Estimation du temps de refroidissement minimal d’une pièce injectée
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Estimation du temps de refroidissement minimal d’une pièce injectée
Zone de + forte épaisseur
Zone d’épaisseur la plus représentée
Temps de ref. [s]
Ep. 3 [mm]
Ep. 4 [mm] Ep. 5 [mm]
Ep. 6 [mm]
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Estimation du temps de refroidissement minimal d’une pièce injectée
En cycle de production
Régulation existante Régulation optimisée
Temps de refroidissement [s]
[Maintien inclu] 49 32
Enveloppe de résultats -> Régulation optimisée
proche de la solution optimale
Outil d’aide à la décision
Tps d’étude ≈ de 5 à 15 minutes
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Objectifs
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Vérifier le bon équilibrage des circuits
Valider le pontage des circuits entre-eux
Choix d’un thermorégulateur approprié
Maximiser les échanges de chaleur en vue d’un tref le plus faible possible
Avoir des ordres de grandeur des débits et des PdC
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Résultats attendus Débits dans chaque branche Q [l/min]
Coefficients d’échange de chaque branche h [W/m².K]
Pertes de charge du réseau ΔPAB [Bar]
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Dimensionnement hydraulique des outillages
Modélisation
Q entrée Système de régulation
HydroMold
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7 Q8
Q9
Q10
A
B
Q sortie
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Ref Ø [mm] Longueur [mm] Singularités [mm]
E1S1 8 1316 Coudes brusques 90° x 6 Coudes brusques 45° x2
E3S3 8 940 Coudes brusques 90° x 2
E5S5 8 960 Coudes brusques 90° x 8
E7S7 8 940 Coudes brusques 90° x 2
E1S1 Q=20.5%
E3S3 Q=29.6%
E5S5 Q=20.3%
E7S7 Q=29.6 %
Qin Qout
Equilibrage des circuits : NOK
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E1S1 Q=33.3%
E5S5 Q=32.9%
E3S3+E7S7 Q=33.9 %
Qin Qout
Mettre en série les circuits 3 et 7
Equilibrage des circuits : OK
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Choix du thermo régulateur
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Choix du thermo régulateur
Si thermo 1
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Choix du thermo régulateur Si thermo 1
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Choix du thermo régulateur
Si thermo 1 , alors h > 10 000 W/m².K -> Echanges de chaleur optimaux
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E1S1 Q=15 h=35.7 [KW/m².K]
E5S5 Q=14.8 h=35.2 [KW/m².K]
E3S3+E7S7 Q=15.2 h=36.2 [KW/m².K]
Qin= 45 l/min Qout= 45 l/min
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POUR ALLER PLUS LOIN
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Consultation Conception
Produit/Procédé
Réalisation moyens de fabrication
Mise au point / Diagnostique
procédé Production
ICP/D3P/M3P
MOLDTHERM
HYDROMOLD
MCOOL
PSP
AIR
MOLDSIGN
TOMO X
OSLO
XXX
XXX
XXX
Système d’information
Conception Numérique
Maîtrise du procédé
Thématiques
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Siège social : 125 Aristide Briand - 92300 Levallois Perret
Siège administratif : 2 rue Pierre & Marie Curie - 01100 Bellignat
Site 73 : Savoie Technolac - 27 allée Lac d’Aiguebelette 73374 Le Bourget du Lac
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