Puissance nécessaire pour faire tourner ce système.

[j-c57]

Bonjour à tous,

Je suis actuellement en stage dans un institut espagnol, et je suis confronté à un problème.

Mon sujet de stage est le suivant:
Je dois concevoir (et réaliser si le temps me le permet) un système de type imprimante 3D, sauf que la matière première n'est pas un fil d'ABS, mais un des granules d'ABS. Le système sera composé principalement par : un tube principal (réservoir de diamètre 60mm et de longueur 510mm) , une résistance cylindrique au bas du tube principal permettant de faire fondre les granules d'ABS (diamètre 60mm, épaisseur 5mm, longueur 62mm), une buse de sortie pour permettre le dépôt de plastique fondu (diamètre entrée 7mm, diamètre sortie 1.5mm), d'une vis sans fin(diamètre 49.5mm, longueur 410mm) et d'un moteur(pas à pas je supposes). La masse estimée qui devra être mis en rotation sera environ de 3.5kg.

Voici une image du système:

Mon problème étant le choix du moteur.

Pour le choix du moteur, j'ai besoin de connaitre ou d’estimer la puissance nécessaire pour faire tourner le système (vis + plastique fondu). Seulement je ne dispose que d'une conception sur ordinateur, je n'ai pas de maquette et fabriquer une maquette me prendre trop de temps par rapport au temps qu'il me reste pour effectuer ce projet.

Quelqu'un saurait-il m'aiguiller?

Merci.
-----

[Zozo_MP]

Bonjour

vous dites

La masse estimée qui devra être mis en rotation sera environ de 3.5kg.

La masse en rotation n'est pas le problème puisque que la vis en acier qui fait Ø 49.5mm, longueur 410mm soit moins de six kilos ne n'est pas les 3.5 kg qui vont changer quelque chose.

Le problème est plus la viscosité de l'ABS ramolli que la masse dans votre problème. De plus vous allez avoir une charge important en compression puisque le fil extrudé ne fait que 1.5 mm en sortie.

Une extrudeuse industrielle avec une vis de ce diamètre utilise des moteur de 45 kW alors que les petites printer 3D utilisent plutôt ce type de moteur pas à pas

Quand au moteur le pas à pas n'est intéressant que pour avoir une précision à l'arrêt car vous avez un process d'extrusion éminemment discontinu, ce qui fait que cela écarte les systèmes que l'on trouve sur les extrudeuses qui utilisent des moteurs asynchrones pilotés par des boitiers électronique pour faire varier la vitesse de rotation sans trop de perte de couple. On n'utilise plus de moto réducteur d'ailleurs depuis un bon moment.

La choix d'une aussi grosse vis me donne l'impression que vous utilisiez un porte avion pour transporter un cornet de glace au chocolat fondu juste de l'autre coté de la jetée.

Moralité :
Je crains fort que vous n'ayez pas de réponse à votre question vu les contradictions entre la puissance nominale de la vis et le diamètre de la filière d'extrusion, la vitesse d'extrusion et le process discontinu.

Bon courage

Cordialement

[j-c57]

Merci pour votre réponse.

En fait le dimensionnement de cette vis ainsi que son réservoir à été fait par rapport au fait que le système est rattaché à un robot Kuka. C'est à dire que je me voyais mal attaché un cure dent à un robot Kuka.

Maintenant j'ai deux critères possibles sur lesquels je peux agir :
- Le diamètre de la vis et donc du reste (reservoir, etc...)
- Le diamètre de sortie de la buse.

Ou même les deux en même temps.

Auriez-vous des suggestions?

[Zozo_MP]

Bonjour

Evidemment sur un KUKA cela change tout c'est pour faire de très gros objets en 3D

Il vous faudrait repartir de la vis.

Si votre vis est achetée sur étagère il suffit de demander au fournisseur de cette vis quel moteur il préconise en fonction du débit et comme déjà dit avec un process d'extrusion éminemment discontinu.
Car la vis c'est une chose mais il y a le corps de chauffe aussi à prendre en compte.

Les vis d'extrudeuse ou de presse à injection sont des objets plus complexe qu'il n'y paraisse et c'est presque un métier en soi.

Soit vous savez déjà que ce n'est pas pour que cela débouche sur une réalisation concrête vous mettez n'importe quel moteur de petite extrudeuse.

Voici ce qui me paraît être le minimum syndical en terme d'encombrement et de puissance moteur. Vous avez dans la doc une correspondance entre diamètre de vis et puissance à titre indicatif.

Faite une recherche sur google sur les critères "mini-extrudeuse plastic" ou "mini-extrudeuse de laboratoire" dans les doc techniques vous aurez les infos dont vous avez besoin.

Vous trouverez ici un mini extrudeuse pas adapté à votre problème mais utilisée en réalité dans le soudage. Difficile de faire plus petit


Je ne pourrais pas vous aider d'avantage car la plasturgie nécessite de grandes compétences que je n'ai malheureusement pas. Quand à la plasturgie d'extrusion transformée en printer 3D avec un robot et toutes les contraintes que cela implique cela me plairait bien d'être aujourd'hui sur un tel projet.

Bon courage

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[j-c57]

Non ce n'est pas spécialement pour faire de très gros objets en 3D, des petites pièces je penses.

Mais finalement je penses que je vais diviser par 2 la taille de mon système. Car un élève précédent avait réaliser un système similaire, bien plus petit que celui que je suis en train de concevoir. Et il avait utilisé le moteur dont vous aviez parler, Nema 17.

[j-c57]

Bon finalement j'ai peut-être trouvé une solution.

L'idée serait d'enlever 1/3 à tout le système et en plus de multiplier le diamètre de sortie de la buse par 2.

En gros on aurait un diamètre du réservoir de 40mm, un diamètre de vis de 33.5mm et un diamètre de sortie de la buse de 3mm (comme sur la plupart des imprimantes 3D.)

Cela pourrait-être une solution? Qu'en pensez-vous?