TP Soudage Solution

‫الجمهوريــــــــــــــــــــــة الجزائريـــــــــــة الديمقراطيـــــــــة الشعبيـــــــة‬
‫وزارة التعليـــــــــــم العـــــــــــالي و البحـــــــــث العلـــــــمي‬

‫جامعة وهران للعلوم والتكنولوجيا محمد بوضياف‬
République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur Et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohamed BOUDIAF
Faculté de Génie Mécanique Département de Génie Mécanique

fabrication mécanique et productique
TP Injection Plastique
Réalisé par
Fatima Zohra KHEBICHAT
Etudiante en M2 Fabrication Mécanique
Encadré par
Pr. Benzerga
Année universitaire 2023/2024
Ce TP sera consacrée à la conception d’un moule pour l’injection de matière plastique en

polyéthylène (PP) pour l’obtention d’un pot de conserve qui sera réalisé au sein de la société .
Introduction :
Le moulage par injection plastique est une technologie de fabrication
largement utilisée pour la production de pièces en plastique. Il s'agit d'un
processus par lequel un matériau plastique est chauffé et injecté dans un
moule sous pression. Le plastique refroidit et durcit dans le moule pour former
la pièce souhaitée.
Dans ce compte rendu, je vais décrire les étapes du TP de moulage et
d'injection plastique que j'ai effectué. Je discuterai également des résultats que
j'ai obtenus et des leçons que j'ai apprises.
Objectifs du TP
Les objectifs du TP de moulage et d'injection plastique sont les suivants :
Comprendre les principes fondamentaux du moulage et de l'injection
plastique
Développer des compétences pratiques dans le domaine du moulage et de
l'injection plastique
Apprécier les défis et les opportunités liés à cette technologie
Etapes du TP
Dans ce TP on va utiliser toutes les applications vues précédemment en faisant
une étude optimisée et économique afin de réussir la conception
On a Une boite de dimensions :
100mm x 100mm x 50mm, Épaisseur : 1,2mm de matière PP (Polypropylène) ,
Pression interne :600 , Masse Volumique
:0,965, Pression d’injection : 1400 Bar
Et nous allons suivre les étapes de calculs suivantes :
1. Choix de la presse d’injection
2. Calcul du seuil d’injection
3. Calcul et choix du système de refroidissement
4. Calculons le temps de refroidissement appliquons la méthode
thermodynamique
5. Le temps de maintien
6. le temps de cycle
7. Calcul du nombre de calorie à évacuer pour un temps de cycles
8. Le nombre de calorie par heure
9. Quantité de chaleur à évacuer par l’empreinte mobile
10. Consommation de liquide dans l’empreinte mobile
11. Calcul de la section qui permettrait le passage de quantité d’eau voulue
12. Vérification de la valeur du nombre de REYNOLDS
13. Calcul de surface active des canaux
14. Longueur des canaux à placer dans l’empreinte mobile
• Choix de la presse d’injection
Faire un bon choix consiste à adapter le mieux possible la pièce à fabriquer à
toutes les caractéristiques techniques de la presse. Cette remarque nous amène
tout naturellement à déterminer :
La force de fermeture exprimée en tonne ou KN (1tonne=10KN),
Dans notre cas on utilise le PP copolymer , on prend une pression interne de 600
bars en considérant le cas le plus défavorable.
Notre pièce est un pot donc la surface projetée sera la surface aplatie qui va
correspondre à la surface la plus grande.
Qui nous donnera 𝒑𝒔 = 𝒂 × 𝒃 = 𝟏𝟎𝟎 × 𝟏𝟎𝟎 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎𝒎𝒎𝟐
Par conséquent on aura Fv= 600 ×10-2× 10000 = 60000daN = 60T
Donc Fv= 60T
D’apres le solidwork on trouve :
Vi=57.77 cm3
À partir de cette valeur on peut déduire la masse de la pièce
M = 𝜌Vi
𝜌 = 0.89 g/cm3
M = 0.89×57.77 = 51.41 g
Par SolidWorks:
Ps=41373.11 mm2 e= 1.2 mm
d=0.89
m=51.41 g
Vi=57.77cm3 = 577.66mm3
• Calcul du seuil d’injection

Notre moule est un moule mono-empreinte, donc on utilisera un seuil circulaire.
On peut utiliser la formule suivante pour déterminer le diamètre des seuils.
𝟒
𝒅𝒔 = 𝒏 × 𝑪 × √𝑺
Ds : Diamètre du seuil en mm
N : Constante de la matière plastique (PEHD) 0.6
C : indice en fonction de l’épaisseur 𝟎. 𝟐𝟎𝟔√𝑒 𝑚𝑎𝑥 = 𝟐. 𝟒𝟓𝟓
C=0.2156mm
S : Surface extérieur d’échange de la pièce avec le moule mm2 S=41373.11mm2
Dans notre cas emax = 1.2mm
4
ds= 3× 0.2156 × √41373.11
ds=21.007mm
Donc on prendra un seuil de diamètre ds =21.1mm
Calcul et choix du système de refroidissement

Le temps du cycle
Tc = tref + trem + tan + tm
Pour le temps annexe tan on prendra égale à 3s
• Calculons le temps de remplissage Vi =57.77mm3
• On prendra un débit d’injection 𝑸𝒊 = 𝟓𝟒𝒎𝟑/𝒔
𝑣𝑖 57.77
Trem = = =1.0698s Trem=1.0698 s
𝑄𝑖 54
Calculons le temps de refroidissement appliquons la

méthode thermodynamique :
𝒆𝟐 𝟖 𝑻 −𝑻
tref =
𝒂×𝝅𝟐
[𝒍𝒏 (𝝅𝟐 × (𝑻 𝒊 −𝑻𝑴 ))]
𝒎 𝑴
(1.2×10−1 )2 8 230−60
Tref= [𝑙𝑛 ( ×( ))] = 1.92s
𝜋2 ×7.7×10−4 𝜋2 110−60
Tref=1.92s
Le temps de maintien est généralement égal à :

Tm =0.3+Tref
Tm= 0.3× 1.92 = 0.576𝑠
Tm=0.576s
La matière plastique mise en forme dans l’empreinte du moule à
chaud ne peut pas être démoulée avant que la pièce conformée dans
l’empreinte ne soit suffisant rigide pour résister aux efforts d’éjection.
Pour réduire le cycle de fabrication, il est nécessaire d’accélérer le

refroidissement artificiellement par l’action d’un réfrigérant à
proximité de l’empreinte.
Pour cela on va déterminer le nombre de calorie nécessaire à évacuer

et ainsi le nombre de canaux de refroidissement à placer dans
l’empreinte mobile.
Finalement on aura le temps de cycle :

TC=Tan+Tref+Tm+Trem
TC=3+1.92+0.57+1.069
TC=6.55 s
Calcul du nombre de calorie à évacuer pour un temps de
cycles tc=6.55s
En premier lieu : on se fixera un temps de cycle tc= 7s
𝑸𝒄𝒚𝒄𝒍𝒆 = 𝐌 × (𝐇𝐞 − 𝐇𝐬) = 𝐌 × 𝐂𝐩 × (𝐓𝐢 − 𝐓𝐌)

Q : Quantité de calorie libérée (Kcal)
M: poids de la moulée (Kg)
Hi : enthalpie du matériau à l'injection (kcal/Kg)
HM : enthalpie du matériau à l'éjection (kcal/Kg)
M=51.41 g
Cp (PE) = 0.55 kcal / kg.
𝑸𝒄𝒚𝒄𝒍𝒆 = 𝟓𝟏. 𝟒𝟏 × 10-3 × 𝟎. 𝟓𝟓 × (𝟐𝟑𝟎 − 𝟏𝟏𝟎) = 𝟑.𝟑𝟗𝒌𝒄𝒂𝒍
Qcycle= 𝟑.𝟑𝟗𝒌𝒄𝒂𝒍
Le nombre de calorie par heure Qcycle /h :

𝟑𝟔𝟎𝟎×𝑸𝒄𝒚𝒄𝒍𝒆 𝟑𝟔𝟎𝟎×𝟑.𝟑𝟗
=
𝑻𝒄 𝟕
Qcycle=1743.42 kcal/h
Quantité de chaleur à évacuer par l’empreinte mobile ;

𝑺𝑷
Qp = Qcycle /h × 𝑺𝒕
A l’aide du logiciel SolidWorks on a pu déterminer la valeur
de la surface de l’empreinte mobile en contact à la pièce
𝑺𝑷 = 𝟒𝟏𝟑𝟕𝟑. 𝟏𝟏𝒎𝒎𝟐
{ }
𝑺𝒕 = 𝟏𝟖𝟖𝟒𝟗𝟐𝒎𝒎𝟐
𝟒𝟏𝟑𝟕𝟑.𝟏𝟏
Qp =1743.42× = 3𝟖𝟐. 𝟔𝟕
𝟏𝟖𝟖𝟒𝟗𝟐
Qp = 382.67 Kcal /h
Consommation de liquide dans l’empreinte mobile

𝑸𝒑⁄𝒉
Gp =
𝑪𝑷𝒇 ×(𝑻𝒔−𝑻𝒆)
Ts=22C° Te=18C°
𝑪𝑷𝒇: 𝒄𝒉𝒂𝒍𝒆𝒖𝒓 𝒔𝒑é𝒄𝒊𝒇𝒊𝒒𝒖𝒆 𝒅𝒖 𝒇𝒍𝒖𝒊𝒅𝒆 𝒅𝒆 𝒓𝒆𝒇𝒓𝒐𝒊𝒅𝒊𝒔𝒔𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕 à 𝟐𝟎°
𝑪 =𝟎.𝟗𝟗𝟖𝟖𝟑𝑲𝒄𝒂𝒍/𝒌𝒈. ℃
𝟑𝟖𝟐.𝟔𝟕
𝑮𝑷 = = 95.78Kg/h
𝟎.𝟗𝟗𝟖𝟖𝟑×(𝟐𝟐−𝟏𝟖)
GP=95.78Kg/h
-Calcul de la section qui permettrait le passage de quantité d’eau
voulue :
𝑮𝒑 𝟗𝟓.𝟕𝟖
𝑺𝐩 =
𝟑𝟔𝟎𝟎×𝑽𝒇 ×𝝆𝒇
= 𝟑𝟔𝟎𝟎×𝟎.𝟔×𝟗𝟗𝟖.𝟔𝟐
Vf=0.6 m/s
𝟗𝟓.𝟕𝟖
𝝆𝒇 = 𝟗𝟗𝟖. 𝟔𝟐𝒌𝒈/𝒄𝒎𝟑 ⟹ 𝑺𝒑 = = 𝟒. 4𝟒 × 𝟏𝟎−5 𝒎𝟐
𝟑𝟔𝟎𝟎×𝟎.𝟔×𝟗𝟗𝟖.𝟔𝟐
𝑺𝑷 ×𝟒 𝟒.𝟒𝟒×𝟏𝟎 −𝟓 ×𝟒
𝒅𝒄 = √ =√ = 𝟎. 𝟎𝟎𝟕𝟓𝟏𝒎 = 𝟕. 𝟓2× 𝟏𝟎−𝟑 𝒎𝒎
𝝅 𝝅
dc ≈ 8 mm
-Vérification de la valeur du nombre de REYNOLDS
𝑽𝒇 × 𝑫𝒉
𝑹𝒆 =
𝒗𝒇
𝝊𝒇 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟑𝟖 × 𝟏𝟎−𝟔 (viscosité cinématique de l’eau)

𝑽𝒇 = 0.6 m/s
Dh= 8× 𝟏𝟎−𝟑 m
𝟎.𝟔 × 𝟖 × 𝟏𝟎−𝟑
𝑹𝒆 = = 𝟒𝟕𝟖𝟏. 𝟖𝟑
𝟏.𝟎𝟎𝟑𝟖 × 𝟏𝟎−𝟔
𝑹𝒆 = 𝟒𝟕𝟖𝟏. 𝟖𝟑 > 𝟑𝟓𝟎𝟎
𝒐𝒏 𝒆𝒔𝒕 𝒃𝒊𝒆𝒏 𝒆𝒏 𝒓é𝒈𝒆𝒎𝒆 𝒑𝒂𝒓𝒎𝒂𝒏𝒆𝒏𝒕 𝒕𝒖𝒓𝒃𝒖𝒍𝒂𝒏𝒕
-Calcul de surface active des canaux

𝑸𝑷/𝒉
𝑺𝒄𝒑 =
𝒉𝒕 ×(𝑻𝒄 −𝑻𝒇 )
QP/h=3805.76Kcal/h
𝑻𝑪 = 𝟐𝟐°𝑪
𝑻𝒇 = 𝟐𝟎℃
𝟑𝟖𝟐.𝟔𝟕
𝑺𝒄𝒑 =
𝟔𝟑𝟕𝟎.𝟐𝟔 × (𝟐𝟐 − 𝟐𝟎)
Scp= 𝟎. 033𝒎𝟐
-Longueur des canaux à placer dans l’empreinte mobile
𝑺𝒄𝒑
𝑳𝒄𝒑 = 𝝅 × 𝑫𝒉
𝟎.𝟎𝟑𝟑
Lsp = 𝝅 × 𝟖.𝟗𝟓 × 𝟏𝟎−𝟑 = 1. 17m
Système d’ejection :
L’éjection des pièces-après refroidissement et ouverture du moule rupture de la
pièce ou déformation permanente avant le refroidissement définitif. De ce fait,
on prévoit d’effectuer un système éjection pneumatique de la pièce. Un tel
dispositif est bien adéquat à notre conception du point où l’éjecteur en forme se
soupape associé à un circuit d’air assure bien l’éjection dans la bonne
condition puisque ils sont des outilles standard présente un bon coefficient de
frottement
Conclusion
Ce TP a étais très bénéfique dans la mesure où il nous a donner l’opportunité de
connaitre l’utilité de la matière plastique, mais aussi de comprendre les
différents procédés de mise en œuvre et la conception des moules pour
l’injection plastique de matière plastique. Et cette dernière ne peut pas être
réalisé sans la maitrise de certains outils informatiques très important à savoir
les logiciels de conception (SolidWorks et Catia), et le logiciel de la simulation
de la matière plastique comme le MOLDFLOW
Le TP de moulage et d'injection plastique a été une expérience très

enrichissante. Il nous a permis de comprendre les principes fondamentaux de
cette technologie et de développer des compétences pratiques dans ce domaine.
Nous avons appris que le moulage et l'injection plastique sont des processus
complexes qui nécessitent une attention particulière aux détails. Il est important
de suivre les instructions attentivement et de respecter les consignes de sécurité.
Nous avons également appris que la qualité de la pièce moulée est affectée par
de nombreux facteurs, notamment la pression, la température et la vitesse
d'injection. Il est important de contrôler ces facteurs avec précision pour obtenir
une pièce moulée de qualité.

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Ce TP sera consacrée à la conception d’un moule pour l’injection de matière plastique en

• Calcul du seuil d’injection

Calcul et choix du système de refroidissement

Calculons le temps de refroidissement appliquons la

Le temps de maintien est généralement égal à :

Pour réduire le cycle de fabrication, il est nécessaire d’accélérer le

Pour cela on va déterminer le nombre de calorie nécessaire à évacuer

Finalement on aura le temps de cycle :

𝑸𝒄𝒚𝒄𝒍𝒆 = 𝐌 × (𝐇𝐞 − 𝐇𝐬) = 𝐌 × 𝐂𝐩 × (𝐓𝐢 − 𝐓𝐌)

Le nombre de calorie par heure Qcycle /h :

Quantité de chaleur à évacuer par l’empreinte mobile ;

Consommation de liquide dans l’empreinte mobile

𝝊𝒇 = 𝟏. 𝟎𝟎𝟑𝟖 × 𝟏𝟎−𝟔 (viscosité cinématique de l’eau)

-Calcul de surface active des canaux

Le TP de moulage et d'injection plastique a été une expérience très

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