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LES OUTILS DE PRÉ-DIMENSIONNEMENT UN
ASSISTANT À LA CONCEPTION DE PIÈCES
PLASTIQUES
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
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
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
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
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
PLATEFORME DÉDIÉE À L’INGENIERIE NUMÉRIQUE EN PLASTURGIE
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
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
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
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
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
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
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 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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