Concours CPGE 2026 - Épreuve de Sciences Industrielles - Filière ATS - L’injection plastique

L’étude proposée dans ce sujet porte sur une machine à injection plastique. Elle est séparée en 8 parties indépendantes, pouvant également être séparées en sous-parties indépendantes. 

- Etude de la cadence de fabrication

- Etude géométrique et cinématique

- Etude des liaisons

- Dimensionnement du moteur

- Vérification des coussinets

- Asservissement en température du fourreau

- Alimentation de la machine d’entraînement de la vis du fourreau

- Protocole de communication module moteur capteur du robot de déchargement

PARTIE 1. INTRODUCTION

1.1. Contexte général

1.2. Procédé de fabrication d’objet plastique

1.3. Injection plastique

1.4. Processus de fabrication

1.5. Étude proposée

PARTIE 2. ETUDE DE LA CADENCE DE FABRICATION

Objectif : vérifier la capacité du système à respecter la cadence maximale souhaitée.

2.1. Etude de l’étape d’injection

2.2. Etude de l’étape d’éjection

2.3. Etude des étapes d’ouverture et de fermeture du moule

2.4. Etude d’un cycle complet

PARTIE 3. ETUDE GEOMETRIQUE ET CINEMATIQUE

Objectifs : pré-dimensionner en vitesse le moteur de l’unité de fermeture du moule et vérifier une donnée constructeur.

3.1. Etude géométrique générale

3.2. Prédimensionnement en vitesse du moteur

3.3. Détermination de l’amplitude d’ouverture du moule

PARTIE 4. ETUDE DES LIAISONS

Objectif : analyser la solution de guidage de l’écrou.

PARTIE 5. DIMENSIONNEMENT DU MOTEUR

Objectif : pré-dimensionner en couple le moteur de l’unité de fermeture du moule.

PARTIE 6. VERIFICATION DES COUSSINETS

Objectif : vérifier le dimensionnement des éléments de guidage en rotation.

6.1. Vérification de la pression admissible

6.2. Vérification de la vitesse de glissement admissible

PARTIE 7. ASSERVISSEMENT EN TEMPERATURE DU FOURREAU

Objectifs : Modéliser l’ensemble fourreau/vis, régler le correcteur de l’asservissement en température et vérifier les performances de l’ensemble.

7.1. Modélisation de l’ensemble Fourreau et vis

7.2. Asservissement avec correcteur proportionnel

PARTIE 8. ALIMENTATION DE LA MACHINE D’ENTRAINEMENT DE LA VIS DU FOURREAU

Objectif : Etudier l’ensemble d’alimentation de la machine d’entraînement de la vis du fourreau et valider l’exigence donnée.

8.1. Redresseur monophasé et filtre

8.2. Onduleur pleine onde

PARTIE 9. PROTOCOLE DE COMMUNICATION MODULE MOTEUR ET CAPTEUR DU ROBOT DE DECHARGEMENT

Objectif : Etudier le protocole de transmission entre le robot et la machine à injection et vérifier l’exigence relative à la précision minimale que doit avoir le robot.

Le sujet et le corrigé de cette épreuve sont également disponibles sur le site de l’UPSTI (Union des Professeurs de Sciences et Techniques Industrielles) :

https://www.upsti.fr/espace-etudiants/annales-de-concours