Optimisation par la méthode des éléments finis du formage robotisé du verre - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2001

Optimisation of the robotised glass forming with the finite elements method

Optimisation par la méthode des éléments finis du formage robotisé du verre

Résumé

To answer an increasing need for glass product manufacturing in both small and medium series, the first glass-blower robot was recently developed. In the face of this new technology, which particularly interests crystal glass-makers, expertise remains the main decision making element whic intervenes in the choices of the design and implementation of these new processes. Finite elements methods of this new blowing process were developed. After the analysis of the process and of theses stages, an initial sensibility study allowed to find the essential parameters for the success of the operation. Two characterization tests were also developed in situ in order to identify, by inverse method, the exchange coefficient by convection with the ambient air and the viscosity law function of the temperature. For the first test, the surface temperature calculated with a finite differences model is compared with analyses made by pyrometer in a point of a glass ingot in rotation. For the second, the elongation calculated with a thermomechanical finite elements models is compared with the elongation of a glass mass measured on a video recording. With the results of these identifications, an optimiser was developed to adjust virtually the forming parameters. A second optimization allowed to determine the initial shape of the parison, an essential parameter in the successful forming of a convex cylindrical vase. Finally, the numerical tools are validated during trial campains carried out in crystal glass-makers Val Saint Lambert (Belgium) and Rogaska (Slovenia).
Pour répondre à un besoin grandissant de fabrication de produits en verre, en petite et en moyenne série, le premier robot souffleur de verre a été développé tout récemment. Face à cette nouvelle technologie qui intéresse paticulièrement les cristalleries, le savoir-faire reste à ce jour l'élément décisionnel principal qui intervient dans les choix de conception et de mise au point de ces nouveaux procédés. Les modèles éléments finis de ce nouveau procédé robotisé de soufflage ont été développés. Une fois les étapes du procédé analysées, une première étude de sensibilité a permis de dégager les paramètres essentiels au succès de l'opération. Deux essais de caractérisation ont donc été développés in situ pour l'identification, par méthode inverse, du coefficient d'échange par convection avec l'air ambiant et de la loi de viscosité en fonction de la température. Pour le premier essai, la température de surface calculée avec un modèle en différences finies est comparée aux relevés effectués par pyrométre en un point d'un lingot de verre en rotation. Pour le second, les allongements calculés avec une modélisation thermomécanique par éléments finis sont comparés aux allongements d'une masse de verre mesurés sur un enregistrement vidéo. S'appuyant sur les résultats de ces identifications, un optimiseur a été développé pour régler virtuellement, en déterminant les paramètres de mise en forme optima, le procédé de formage d'un vase cylindrique droit. Une seconde optimisation a permis de déterminer la forme initiale de la paraison, paramètre primordial dans la réussite de la fabrication d'un vase cylindrique convexe. Finalement, les outils numériques ont pû être validés lors de campagnes d'essais effectuées dans les cristallerie Val Saint Lambert (Belgique) et Rogaska (Slovénie).
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-03002064 , version 1 (12-11-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03002064 , version 1

Citer

Christophe Maréchal. Optimisation par la méthode des éléments finis du formage robotisé du verre. Génie mécanique [physics.class-ph]. Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, UVHC, (France), 2001. Français. ⟨NNT : 2001VALE0018⟩. ⟨tel-03002064⟩
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