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Projet de fin d’études Dédicace Avec tout respect et amour je dédie ce modeste

Projet de fin d’études Dédicace Avec tout respect et amour je dédie ce modeste travail A mon cher Père A ma chère mère pour tout leur soutien moral et leur amour et affection À tous mes amis en Souvenir des plus beaux instants qu'on a passé ensemble 1 MARWAN ATTIA 2016/2017 Projet de fin d’études Aussi bien à tous ceux qui m'ont aidé Merci Remerciements Le travail présenté dans ce mémoire de Project de fin d'étude a été effectué au sien de l'entreprise INJECTION PLASTIQUE SYSTEMES, et procédé de l'Ecole nationale supérieur d'ingénieur de Tunis(ENSIT). Je tiens donc à exprimer mes profonds respects et gratitudes à toutes les personnes qui m'ont permis de réaliser mon stage dans les meilleures conditions possibles, et qui m'ont aidé lors de la rédaction de ce rapport. Je tiens à remercier mon encadreur pédagogique Mr SOULA MOHAMMED, qui a bien voulu accepter de suivre mon travail, me diriger à fin que je puisse mener ce travail à terme. Je le remercie également pour conseils el la qualité de son encadrement, pour sa disponibilité, son aide précieuse et ses conseils qui m'ont été d’une utilité indéniable. Je tiens aussi à remercier mon encadreur industriel, Mr DHAOUDI AMINE pour m'avoir accepté et accueilli au sien de l'entreprise et pour le temps qu'il a bien voulu me consacrer fin 2 MARWAN ATTIA 2016/2017 Projet de fin d’études d'adopter des réponses à tous mes questions. Je le remercie également d'avoir accepté de participer au jury de ce projet. Enfin, je tiens à exprimer mes sincères remerciement aux membres du jury Mr BEN xxxxx et Mr YYYYqui ont bien voulu m'honorer de leur présence, à tous mes professeurs de l'ENSIT et à tous les personnels administratifs qui nous a supportée pendant ces trois années d'étude. 3 MARWAN ATTIA 2016/2017 Projet de fin d’études Table des matières Introduction générale.............................................................................................................10 Chapitre I : Présentation de l’entreprise....................................................................................12 I. Groupe Plastivaloire :............................................................................................................12 I.1.Présentation de groupe Plastivaloire PVL :.....................................................................12 I.1.2. Le secteur d’activité du PVL :.....................................................................................12 I.1.3. Certification :...............................................................................................................14 I.1.4. Les différents sites du groupe Plastivaloire :...............................................................14 I.2.Le site IPS :......................................................................................................................14 I.2.1 Présentation de l’unité IPS :.....................................................................................14 I.2.2 Les services d’IPS :..................................................................................................15 I.2.3. Activité et produits de la société IPS :.....................................................................15 I.2.4. Clients de l’IPS :......................................................................................................17 Chapitre II : Etude bibliographique..........................................................................................19 II.1. Introduction :.....................................................................................................................19 II.2. Les différents films plastique utilisé pour l’emballage :...................................................19 II.2.1. Etude des matériaux des films plastiques :.................................................................22 II.2.2. Procédure d’obtention des films plastiques :..............................................................26 II.3. Les techniques de découpages des films plastiques :........................................................28 II.3. 1.La découpe par laser :.................................................................................................28 II.3. 2.Découpage par jet d’eau :...........................................................................................29 II.3. 3.Découpage à la presse : (poinçonnage)......................................................................30 II.3. 4. Découpe par lame :....................................................................................................31 II.3. 5.Le découpage par des plaques coupantes (kiss-cutting) :..........................................33 II.4. Conclusion :.......................................................................................................................36 II.5. Cahier des charges :...........................................................................................................36 Données du problème :.........................................................................................................36 Chapitre III : Recherche d’une solution technologique(En utilisant l’outil analyse fonctionnelle)............................................................................................................................38 III.1. Introduction :....................................................................................................................38 III.2. Analyse fonctionnelle du besoin :....................................................................................38 III.2.1. Analyse de besoin :...................................................................................................38 III.2.1.1. Saisie de besoin :................................................................................................38 4 MARWAN ATTIA 2016/2017 Projet de fin d’études III.2.1.2. Enoncé de besoin :.............................................................................................39 Machine de découpage des films plastiques.....................................................................39 III.2.1.3. Validation de besoin :........................................................................................40 III.3. Choix de procédure de découpage des films :.................................................................40 III.3.1. La méthodologie de choix des solutions :.................................................................40 III.3. 2. Choix de la procédure de découpage :....................................................................41 III.4. Choix d’une solution de machines de découpage :..........................................................42 III.4.1. Présentation des solutions proposée et leurs principes :...........................................42 III.4.2. Avantages et inconvénients des solutions :...............................................................46 III.4.3. Choix de la solution technologique :........................................................................46 III.5. Etude de faisabilité :.........................................................................................................47 III.5.1. Milieu environnant :..................................................................................................47 III.5.2. Graphe des fonctions de services :............................................................................48 III.5.2.1. Identification des fonctions de services :...........................................................49 III.5.2.2. Hiérarchisation des fonctions de services :........................................................49 III.5.3. Diagramme de Pareto :..............................................................................................50 III.2. 3. Diagramme FAST et choix des solutions :..............................................................51 III.3. Conclusion :.....................................................................................................................55 Chapitre IV : Conception de la machine de découpage des films plastiques...........................57 IV.1. Introduction :...................................................................................................................57 IV.2. Conception 3D de la machine de découpage des films plastiques :................................57 IV.2.1. Le support de machine :............................................................................................58 IV.2.2. Système dérouleur des films plastiques sous sa forme brute :..................................59 IV.2.3. Système de découpage :............................................................................................61 IV.2.4. Système enrouleur de film sous sa forme finie :.......................................................63 IV.2.5. Boitier de commande :..............................................................................................64 IV.3. Guide d’utilisation de machine :......................................................................................64 IV.4. Conclusion :.....................................................................................................................67 Chapitre V : Dimensionnement et choix des éléments standards.............................................69 V .1. Introduction :....................................................................................................................69 V .2. Dimensionnement des éléments de machine...................................................................69 V .2.1. Dimensionnement des éléments de système enrouleur :...........................................69 V .2.1.1. Choix de moteur pas à pas :...............................................................................69 V .2.1.2. Dimensionnement de l’arbre (5) :......................................................................72 V .2.1.3. Dimensionnement des clavettes :.......................................................................75 5 MARWAN ATTIA 2016/2017 Projet de fin d’études V .2.1.4. Choix d’accouplement :.....................................................................................77 V .2.1.5. Dimensionnement de la goupille :.....................................................................77 V .2.1.6. Choix de ressort pour le tendeur :......................................................................78 V .2.1.6. Choix d’anneau élastique :.................................................................................79 V .2.2. Dimensionnement des éléments de système de découpage......................................79 V .2.2.1. Dimensionnement de courroie :.........................................................................79 V .2.2.2. Calcul d’engrenage :..........................................................................................83 V .2.2.3. Vérification de la résistance des arbres portant les cylindres :..........................84 V .2.2.4. Vérification de la résistance de support de cylindres :.......................................86 V .2.2.5. Montages de roulement :....................................................................................87 V .3. Conclusion :.....................................................................................................................89 Chapitre VI : Système électrique et étude technico-économique.............................................91 VI .1. Introduction :..................................................................................................................91 VI .1. Partie électrique de machine de découpage :..................................................................91 VI .1.1. L’arrivée générale de l’électricité :..........................................................................91 VI .1.2. La commande de moteur :.......................................................................................94 VI .2. Etude économique :........................................................................................................96 VI .3. Conclusion :....................................................................................................................98 Référence..................................................................................................................................99 Conclusion générale................................................................................................................101 LISTE DES FIGURES Figure 1: Intérieur des véhicules-----------------------------------------------------------------------12 Figure 2: pièces sous capot moteur--------------------------------------------------------------------12 Figure 3:eclairage et signalisation---------------------------------------------------------------------13 Figure 4:equipement multimédia----------------------------------------------------------------------13 Figure 5:les sites de groupe PVL dans le monde----------------------------------------------------14 Figure 6:la société IPS-----------------------------------------------------------------------------------15 Figure 7:les principales clients de l'IPS---------------------------------------------------------------17 Figure 8:representation des différents types des films----------------------------------------------20 Figure 9:exemple de film pelable statique------------------------------------------------------------20 Figure 10:exemple de film adhésive-------------------------------------------------------------------22 Figure 11:distribution des pourcentages des matière utilisée pour l'emballage en Europe-----23 Figure 12principe de l’extrusion filière plate---------------------------------------------------------26 Figure 13:les principaux éléments d’une machine extrusion gonflage---------------------------27 Figure 14:principe de Co-extrusion--------------------------------------------------------------------27 Figure 15:machine de découpage par laser-----------------------------------------------------------28 Figure 16:decoupage jet d'eau--------------------------------------------------------------------------29 Figure 17:presse de découpage-------------------------------------------------------------------------30 6 MARWAN ATTIA 2016/2017 Projet de fin d’études Figure 18:machine CNC de découpage a lame------------------------------------------------------32 Figure 19:les outils lames-------------------------------------------------------------------------------32 Figure 20:écoulement de partie coupante de plaque dans la matière plastique------------------33 Figure 21:les plaques coupantes-----------------------------------------------------------------------34 Figure 22:les machine de découpage a plaque coupante rotatifs----------------------------------34 Figure 23:machine de découpage par poinçon a plaque coupante---------------------------------35 Figure 24:diagramme bête a corne---------------------------------------------------------------------39 Figure 25:presentation des différentes procédures de découpage---------------------------------41 Figure 26 : GRAPHE des fonctions de services-----------------------------------------------------48 Figure 27:pourcentages des fonction de services----------------------------------------------------50 Figure 28:diagramme Pareto---------------------------------------------------------------------------51 Figure 29:structure de la machine de découpage des films plastiques----------------------------57 Figure 30:support de la machine-----------------------------------------------------------------------58 Figure 31:representation de système dérouleur des films plastiques------------------------------59 Figure 32:representation filière de système dérouleur----------------------------------------------59 Figure 33:representation de système tendeur---------------------------------------------------------60 Figure 34:représentation 1 de système de découpage-----------------------------------------------61 Figure 35:représentation 2 de système de découpage-----------------------------------------------61 Figure 36: coupe de cylindre supérieur---------------------------------------------------------------62 Figure 37:coupe de cylindre inferieur-----------------------------------------------------------------62 Figure 38 : REPRESENTATION 1 de système enrouleur-----------------------------------------63 Figure 39:representation 2 de système enrouleur----------------------------------------------------63 Figure 40:representation de boitier de commande---------------------------------------------------64 Figure 41:shema cinématique de machine------------------------------------------------------------69 Figure 42:vitesse de l'axe (5) en fonction de temps-------------------------------------------------71 Figure 43:moteur pas à pas NORDELA--------------------------------------------------------------72 Figure 44:représentation simplifié d’arbre (5) et ses chargements--------------------------------72 Figure 45:les formes de clavette parallèle------------------------------------------------------------75 Figure 46:les dimensions de clavette parallèle-------------------------------------------------------75 Figure 47:la cotation de montage----------------------------------------------------------------------76 Figure 48:dimensions clavette--------------------------------------------------------------------------77 Figure 49:accouplement élastique EIE----------------------------------------------------------------77 Figure 50:tolérance de goupille------------------------------------------------------------------------78 Figure 51:ressort DUROVIS---------------------------------------------------------------------------78 Figure 52:abaque:type des courroie-------------------------------------------------------------------80 Figure 53:dimensions de courroie cranté-------------------------------------------------------------81 Figure 54:abaque:choix de Pb--------------------------------------------------------------------------82 Figure 55:dimensions de système poulie-courroie--------------------------------------------------83 Figure 56:caracteristiques d'engrenage----------------------------------------------------------------84 Figure 57:condition aux limites et chargement de l'arbre-------------------------------------------85 Figure 58:résultat de simulation : contrainte---------------------------------------------------------85 Figure 59:resultat de simulation pour le support des cylindres : CONTRAINTE---------------86 Figure 60:resultat de simulation pour le support des cylindres : déplacements-----------------87 Figure 61:roulement YAR 210-------------------------------------------------------------------------87 Figure 62:roulement-coulisseau------------------------------------------------------------------------87 Figure 63:le montage de roulement--------------------------------------------------------------------88 7 MARWAN ATTIA 2016/2017 Projet de fin d’études Figure 64: disjoncteur magnétothermique------------------------------------------------------------92 Figure 65:redresseur 400VAC/24VDC---------------------------------------------------------------92 Figure 66: alimentation générale-----------------------------------------------------------------------93 Figure 67: capteur de type cellule reflex--------------------------------------------------------------94 Figure 68 : La chaine de puissance--------------------------------------------------------------------95 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1:differents produits de l'IPS.......................................................................................16 Tableau 2:caracteristique de deux films statique......................................................................21 Tableau 3:caracteristique de deux films adhésive....................................................................22 Tableau 4:proprieté et caractéristique mécanique des différents matières utilisées en emballage..................................................................................................................................24 Tableau 5:les application des matières plastiques....................................................................25 Tableau 6:avantages/ inconvénients de machine à laser...........................................................29 Tableau 7:avantages/inconvénients de machine à jet d'eau......................................................30 Tableau 8:avantages/inconvénients de découpage à la presse..................................................31 Tableau 9:avantage/inconvénients de découpage a lame..........................................................33 Tableau 10:avantages/inconvénients de découpage a plaque coupante....................................35 Tableau 11:note de solution par critère.....................................................................................40 Tableau 12:presentation des coefficient de K suivant l'importance..........................................40 Tableau 13:intérets des notes....................................................................................................41 Tableau 14:notes des solutions.................................................................................................42 Tableau 15:total pondéré des solutions.....................................................................................42 Tableau 16:description de différents principes des machines de découpage proposées...........45 Tableau 17:avantages/inconvénients des solutions...................................................................46 Tableau 18:notes des solutions.................................................................................................46 Tableau 19:total pondéré des solutions.....................................................................................47 Tableau 20:les éléments d'environnement................................................................................47 Tableau 21:les fonctions de services.........................................................................................49 Tableau 22:classifiaction des note suivant l'importance...........................................................49 Tableau 23:pourcentages relatives aux fonctions de services...................................................49 Tableau 24:pourcentages et pourcentages cumulé des fonction de services............................51 Tableau 25:notes des solutions.................................................................................................54 Tableau 26:total pondéré des solutions.....................................................................................54 Tableau 27:les dimensions des clavettes...................................................................................76 Tableau 28:les dimension choisie.............................................................................................76 Tableau 29:les tolérances choisie..............................................................................................77 Tableau 30:abaque: coefficient de service Ks..........................................................................80 Tableau 31:abaque: dimensions de courroie selon le type........................................................81 Tableau 32:abaque: largeur de courroie....................................................................................82 Tableau 33:caracteristique d'engrenage adapté.........................................................................84 Tableau 34:caracteristique mécanique D’E295........................................................................84 Tableau 35:caracteristiques uploads/Industriel/ pfeemarwan-attia-copie.pdf