Formulation mathématique et équations gouvernantes

Formulation mathématique et équations gouvernantes

Thermoformage

Le thermoformage est une technique qui consiste à prendre un matériau sous forme de plaque, à le chauffer pour le ramollir, et à profiter de cette ductilité pour le mettre en forme avec un moule. Les pièces sont réalisées avec des moules positifs (drapage) ou négatifs (par pression).
Processus :
Le moule est placé sur le plateau porte-moule et abaissé dans la machine.
Le matériau est fixé sur un cadre de resserrage.
L’appareil de chauffage est placé au dessus de la feuille à chauffer jusqu’à l’obtention
La température requise pour le formage .
Une fois la température optimum de thermoformage du matériau atteinte, on retire les appareils de chauffage.
Le formage est réalisé par pression sous vide ou par un renfort mécanique.
La pièce est suffisamment refroidie afin de pouvoir la retirer sans défection.
Démoulage et découpage.

Règles d’utilisation

Outillage : Les techniques de thermoformage permettent d’utiliser un large éventail d’outillage destiné à la fabrication des moules. Les moules prototypes sont souvent fabriqués en bois, plâtre ou résine.
En ce qui concerne les applications à haut débit, on choisit en général des matériaux qui conduisent bien la chaleur, lorsqu’il est impératif de contrôler la température. En général, on sélectionne l’aluminium, facilement coulé et usiné, et qui se prête bien à l’incorporation de spirales de refroidissement.
Cavités à vide : Les cavités à vide doivent être incorporées au moule à l’extrême contact entre moule et feuille, afin de minimiser les risques de bulles d’air résiduelles qui empêchent d’achever le formage de la pièce . En ce qui concerne les feuilles minces, les cavités doivent avoir un diamètre compris entre 0,25 et 0,40 mm. Pour ce qui est des feuilles épaisses, le diamètre doit être compris entre 1,0 et 1,5 mm ou plus, pourvu que les cavités ne laissent pas de marques ou de défauts sur la pièce formée.
Angles de dépouille : Au démoulage, certains moules femelles ne nécessitent aucun angle de dépouille sur la surface externe de la pièce car la pièce peut se retirer d’elle-même. En général, les
moules femelles doivent cependant être pourvus d’un angle de dépouille de 2 à 30°. Pour faciliter le démoulage, les moules mâles doivent être pourvus d’un angle de dépouille compris entre 5 et 7°. Les moules femelles sont plus faciles à démouler que les moules mâles.
Profondeur d’étirage : La profondeur de l’étirage est le rapport de l’épaisseur moyenne de la feuille divisé par l’épaisseur moyenne de la pièce moulée. II s’agit d’un facteur primordial qui détermine l’épaisseur moyenne finale de la pièce formée. En ce qui concerne les étirages moyennement profonds (soit < 1/1), un drapage mâle (la pièce doit être soulevée au démoulage produira une épaisseur de paroi plus uniforme que le simple formage sous vide femelle. En ce qui concerne les étirages très profonds, ou pour ce qui est des rapports > 1/1, il est conseillé d’avoir recours au formage femelle à tampon de renfort, afin d’optimiser la distribution uniforme du matériau.
Rayons d’angles / concentration de tension : II a été démontré que la durée de vie utile et la résistance structurelle d’une pièce ne jouent qu’à 30% dans la conception d’une pièce, lorsque le facteur de concentration de tension est élevé. La concentration excessive de tension mécanique est le résultat d’un manque de rayons d’angle adéquats. Dans toute pièce qui présente une entaille, une rainure ou toute dépression transversale, si petite soit-elle, la tension maximale se concentre immédiatement autour de ces secteurs .Donc il faut minimiser les dépressions transversales abruptes et les angles aigus.
Retrait : Par retrait on entend la différence des dimensions entre le moule froid et la pièce injectée refroidie (environ 24 heures après le démoulage). Il s’exprime généralement en pourcentage par rapport aux cotes du moule.

Avantages du thermoformage

C’une technique très compétitive qui sert à réaliser des produits en grande ou petite série et de produire des pièces de parois mince et de grande surface.
Son opportunité est intéressante grâce au faible cout de l’outillage dont on s’en sert et la disponibilité de la matière première nécessaire.
Le processus de production avec cette technique est rapide et plus efficace .
On peut rénover les produits selon la demande et les fonctions prévues conformément aux modifications qu’on porte aux outils (moule).

Module DAO

Le dessin assisté par ordinateur DAO est un outil d’aide à la production de dessins de communication : » la transmission d’informations sous forme de plans ».
C’est une discipline permettant de produire des dessins techniques avec un logiciel informatique. On le distingue de la synthèse d’image dans la mesure où il ne s’agit pas du calcul de rendu d’un modèle numérique mais de l’exécution de commandes graphiques (traits, formes diverses…). De ce fait, en DAO, la souris et le clavier remplacent le crayon et les autres instruments du dessinateur. Les dessins produits sont le plus souvent réalisés en mode vectoriel (traits cohérents). Les logiciels de DAO attribuent des coordonnées (X, Y pour les plans 2D et X, Y, Z pour les modèles 3D). Chaque élément d’un dessin est appelé entité et chaque entité contient donc des propriétés de couleur, d’épaisseur, de calque, de type de ligne.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela chatpfe.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

Chapitre 1 : Méthodes d’obtention des pièces
Introduction
Matériaux
Procédés de fabrication
Par enlèvement de la matière
Le fraisage
Le tournage
Le perçage
L’alésage
Le brochage
Sans enlèvement de la matière
Par déformation
A chaud
A froid
Par coulée
Procédés non conventionnels
L’électroérosion
La découpe laser
Jet d’eau
Formage par explosion
Conclusion
Chapitre2 : Thermoformage
Introduction
Définition
Processus
Règles d’utilisation
Outillage
Cavités à vide
Angles de dépouille
Profondeur d’étirage
Rayons d’angles
Retrait
Retrait en moule
Retrait post formage
Post-retrait
Les facteurs qui influent sur le retrait
Avantages du thermoformage
Conclusion
Chapitre3 : Conception du moule
Introduction
Présentation du logiciel SolidWorks (SW)
Interface d’utilisateur
Fenêtres de documents SW
Arbre de création (Feature Manager)
Proprety Manager
Configuration Manager
Module DAO
Méthode de travail
Module Moulage (mold tool)
Création d’un arbre avec épaulement
Création du moule d’une toupie
Calcul de la dépouille
Conclusion
Chapitre 4 : présentation de T-SIM
Introduction
Interface du logiciel
Utilisations et avantages
Conclusion
Chapitre 5 : Etude de cas
Introduction
Pièce à réaliser
Dimensions de la plaque à thermoformer
Détermination des marges
Détermination de l’épaisseur de la feuille
Le temps de chauffage
Création du moule
Etapes de la création du moule par SW
Création du poinçon
Simulation par T-SIM
Fichier outillage
Outil 1 (moule supérieur)
Outil 2 (moule inférieur)
Fichier plaque
Fichier contrôle de processus
Fichier coefficient thermique et coefficient de frottement
Fichier matériau
Simulation du projet
Confirmation de la simulation
Conclusion
Conclusion générale