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PEPTFlow et Ludovic : analyse de la capacité de mélange des éléments de bivis

lratte — Fri, 12 Feb 2010 15:46:36 +0000

Le logiciel Ludovic a été utilisé tout au long du projet PEPTFlow pour quantifier l’efficacité de mélange des différents éléments de vis. Les résultats de Ludovic ont été comparés avec les mesures expérimentales : verdict.

Déterminer l’influence du design de vis sur l’efficacité de mélange

Le but du projet PEPTFlow (Programme de recherche européen) est d’analyser le flux des polymères de déterminer l’efficacité de mélange de chaque éléments de vis : éléments de convoyage, blocs malaxeur, éléments de mélangeage. Les résultats et conclusions de ce projet ont un impact direct sur l’ensemble de la plasturgie et sont amenés à améliorer la compétitivité des PME européennes.

Extrudeuse Coperion ZSK58

Des avancées pour la production de plastique et de polymères

L’influence du design de vis sur le comportement du matériau extrudé est évidente. La quantifier est moins aisé. C’est pourquoi le projet PEPTFlow s’est attaché à observer différents profils de vis au travers d’une extrudeuse bivis spécialement équipée. En terme pratique, ces analyses ont pour but d’optimiser le procédé d’extrusion bivis. L’optimisation du procédé d’extrusion revient à améliorer la qualité du matériau produit (amélioration de la solidité d’un plastique grâce à une meilleure maitrise du mélange de fibres par exemple) et de la production elle même (débit et productivité plus importante, réduction de la consommation d’énergie…).

Exemple de profil de vis utilisé

Analyser les tendances du procédé d’extrusion avant les essais

Au cours du projet PEPTFlow, Ludovic a été utilisé pour modéliser les différentes configurations d’extrudeuses bivis. Ainsi, les capacités de chaque type d’éléments de vis ont pu être mis en avant. Plusieurs profils de vis ont été simulés pour obtenir les profils de Distribution du Temps de Séjour : « and therefore the Pept experiments and the Ludovic predictions verify each other » (PEPTFlow, Machine Design Handbook, 02/2010; p79).

Ces résultats ont démontré la capacité de mélange dispersif de certains éléments et la capacité de mélange distributif de certains autres. Avec de telles indications, il est désormais possible de mettre en place un profil de vis approprié au type de produit élaboré. Aussi, Ludovic permet d’obtenir rapidement les principales tendances du procédé d’extrusion et du design de vis pour mettre en œuvre un produit donnée. Et ainsi améliorer les propriétés du matériau et les conditions de production.

Résultats fournis par Ludovic : Local Residence Time

Un atout pour l’élaboration de nouveaux produits

Ludovic est principalement utilisé pour appréhender de nouvelles productions et de nouveaux matériaux : « Most compounding companies and extrusion operations are interested in obtaining a quick guide to what screw profile and conditions they should be using, when presented with a new polymer or process » (PEPTFlow, Final booklet, 02/2010, p69). La rapidité des calculs et la fiabilité des résultats offrent la possibilité de lancer des séries de simulations afin de comparer les différents profils de vis souhaités et déterminer ainsi la configuration d’extrusion optimale; et ce, en évitant les phases de tests préliminaires.

Le logiciel Ludovic est dédié à la modélisation des extrudeuses bivis corotatives. Actuellement, la version 5.2 est disponible.
Sciences Computers Consultants, le CEMEF et l’INRA participent au développement continu du logiciel Ludovic.

Une Gamme de Services

Afin d’accompagner les utilisateurs dans leur usage du logiciel Ludovic, SCC fournit tous les services nécessaires : formation, support, hot-line, études…

Pour plus d’informations :

Sciences Computers Consultants, 8 rue de la Richelandière – Parc Giron, F-42100 Saint Etienne
Tel: +33 4 77 49 75 80
Email : scc@scconsultants.com
http://www.scconsultants.com

Pour plus d’information sur le projet européen PEPTFlow :
http://www.peptflow.com

Extrusion de Polypropylène : améliorer la configuration d’une extrudeuse bivis

lratte — Fri, 15 Jan 2010 15:04:48 +0000

Ludovic

Le logiciel Ludovic est utilisé pour anticiper le comportement du matériau au cours du procédé d’extrusion bivis. Dans ce cas, il est question de comparer les résultats de simulation Ludovic avec des résultats expérimentaux (extrusion de Polypropylène).

Optimiser les propriétés du thermoplastique le plus utilisé

Les propriétés du Polypropylène en font un matériau thermoplastique facile à mettre en œuvre et donc très répandu (emballage, bouteilles, bande protections pour l’automobile, utilisation textile… ). Différents essais ont été réalisés à l’université Do Minho⁽¹⁾ (Portugal) quant à sa mise en œuvre par extrusion bivis.

Les résultats expérimentaux ont été comparés aux résultats obtenus par simulation avec le logiciel Ludovic, dédié au procédé d’extrusion bivis corotatives.

Modéliser les données d’extrusion avec Ludovic

Ludovic est utilisé pour modéliser les éléments essentiels du procédé d’extrusion. Le profil de vis modélisé est identique à celui utilisé en production : zones de convoyage, de malaxage, zone de pompage et filière. Les caractéristiques du matériau et du procédé ont également été intégrées sous Ludovic.

Courbes de pression et de température similaires

Température et pression sont les principaux résultats observés lors de cette étude. De manière globale, ces courbes montrent des pics de pression et température lors du malaxage du matériau.

Les courbes fournies par Ludovic se superposent à celles mesurées, montrant une très bonne concordance entre le modèle numérique et les essais réalisés.

La prochaine étape pourrait consister en l’analyse des marqueurs d’efficacité de mélange (Distribution du Temps de Séjour, valeur maximale de l’énergie spécifique…) avec Ludovic pour optimiser le procédé et le taux de mélangeage du Polypropylène.

En savoir plus sur cette application :
Cliquer Ici

En savoir plus sur Ludovic

Le logiciel Ludovic est dédié aux extrudeuses bivis corotatives. Actuellement, la version 5.2 est disponible.

Ludovic a été développé en collaboration avec le CEMEF, l’INRA et la société Sciences Computers Consultants. Il est également utilisé dans de nombreux projets de recherche européens. Le dernier en date est le projet PEPTFlow (http://www.peptflow.com)

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(1) Reference de la publication scientifique :

Carneiro O.S., Covas J.A. and Vergnes B., Expermiental and theoretical study of polymer flow in a co-rotating twin screw extruder, Journal of Applied Polymer Science, Vol.78, pp 1419-1430 (2000)

Quantifier la capacité de mélange avec XimeX

lratte — Thu, 14 Jan 2010 08:27:14 +0000

Le logiciel XimeX simule les procédés d’extrusion et mélange. Il permet de quantifier la capacité et l’efficacité de mélange d’un procédé donné.

Améliorer la connaissance du procédé

XimeX est un logiciel CFD 3D simulant l’écoulement de la matière dans un équipement choisi (extrudeur, mélangeur…). Il analyse l’évolution des caractéristiques du matériau en tenant compte du déroulement du procédé et de la géométrie de l’équipement simulé.

Modélisation d\’un mélangeur continu avec Surface Libre

Les résultats fournis par XimeX reflètent l’impact des conditions opératoires et de la géométrie de l’équipement sur le matériau (évolution de la viscosité, pression, température, champ de vitesse, …). Il permet également l’obtention de courbes DTS (Distribution du Temps de Séjour), marqueur efficace pour déterminer l’homogénéisation du mélange.

Une analyse particulaire unique

XimeX intègre un module d’analyse de particules. Ce dernier simule l’intégration de particules virtuelles dans la matière. Il quantifie le mélange dispersif/distributif : distance moyenne entre deux particules, densité de particules, taille de particules… Les fonctions d’analyse de XimeX permettent de configurer ces particules traceurs et de calculer différentes grandeurs reflétant leur écoulement.

Analyse particulaire dans un mélangeur Kenics

Diffuser la simulation à tous les stades de production

XimeX est issu d’un consortium industriel et développé en partenariat avec le CEMEF (Centre de Mise en Forme des Matériaux – Mines ParisTech). Ses fonctionnalités et options répondent à des besoins exprimés par les industriels. XimeX est un logiciel « métier », conçu pour des praticiens.

Son environnement original et sa technologie issue du CEMEF permettent de s’affranchir des étapes numériques lourdes (maillage et remaillage manuel…). Les procédés et ressources utilisés sont intégrés par SCC. L’utilisateur assemble l’équipement et sélectionne les modèles associés qui sont pré-paramétrés pour simuler son propre procédé avec ses propres données.

La gamme XimeX est conçue pour utiliser la simulation numérique à chaque stade de production : depuis la R&D (formulation, mise au point du procédé, scale up…) jusqu’à la ligne de production (suivi, optimisation…).

Des Services associés

Afin de toujours mieux répondre aux attentes de ses clients, la société Sciences Computers Consultants fournit différents services : formation à l’utilisation des logiciels, support et livraison des versions, prestation d’études, …

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Ludovic ou la garantie du réglage optimal des extrudeuses bivis

lratte — Wed, 13 Jan 2010 10:09:21 +0000

Ludovic

Le logiciel Ludovic reproduit le fonctionnement des extrudeuses bivis corotatives. Il permet d’obtenir la configuration optimale des réglages du procédé en tenant compte de la géométrie de l’extrudeuse et du matériau mis en œuvre.

Améliorer le procédé d’extrusion

Courbes de température et de pression

L’extrusion bivis est un procédé complexe qui nécessite de prendre en compte des paramètres opératoires multiples (régulation thermique, débit de matière, vitesse de rotation de vis) ayant un impact direct sur le matériau employé (variation de température, évolution du comportement mécanique, …). Ludovic permet de simuler le comportement du matériau dans l’extrudeuse.

Ludovic reproduit la géométrie de l’extrudeuse utilisée en production réelle (éléments de vis, fourreaux, conception de filières complexes…). Ludovic gère également les propriétés du matériau mis en œuvre et les conditions opératoires du procédé. Une fois le calcul lancé (moins d’une minute en général), Ludovic fournit des résultats : sur l’écoulement calculé (température, pression, viscosité, taux de cisaillement, …) en fonction des conditions de fonctionnement. Des résultats globaux (consommation et répartition d’énergie, …) ainsi que les résultats relatifs à la distribution du temps de séjour de la matière sont également calculés.

Définir un domaine de fonctionnement stable

Domaine de fonctionnement d

Le plan d’expérience de Ludovic permet à l’utilisateur de faire varier des paramètres choisis (décalage des angles d’un élément malaxeur, vitesse de rotation de la vis, débit d’alimentation, viscosité du produit…) selon des valeurs définies. Cette séquence de calculs fournit un plan d’expérience complet. Celui-ci met en évidence l’influence des réglages (vitesse de rotation de vis par exemple) sur le déroulement du procédé (montée de température qui en découle).

Optimisation du procédé d’extrusion

Avec l’optimiseur Ludovic, l’utilisateur définit des objectifs (ex : atteindre une température donnée, ne pas dépasser une pression imposée). Il choisit également des degrés de liberté (ex : la variation de la vitesse de rotation de vis est laissée totalement libre). En fonction de ces données, l’optimiseur Ludovic déterminera quelle est la meilleure configuration pour répondre aux attentes de l’utilisateur.

Le logiciel Ludovic est dédié aux extrudeuses bivis corotatives. Actuellement, la version 5.2 est disponible.

Des Services associés

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Lratte ouvre l’agence de relations presse Sciences computers consultants

lratte — Wed, 13 Jan 2010 09:59:21 +0000

Ouverture de Sciences computers consultants

Lratte annonce l’ouverture de l’agence de relations presse Sciences computers consultants.

Lratte commente cette ouverture :

Cette ouverture d’agence de relations presse sur Internet est une opportunité tout particulièrement appréciée. En effet, avec Sciences computers consultants nous disposons d’un outil indépendant et gratuit pour communiquer sur Internet.

N’hésitez donc pas à vous abonner au flux RSS de l’agence Sciences computers consultants pour suivre en direct son actualité presse.