CAPET 3ème Concours 

Section : Sciences Industrielles de l’Ingénieur 
Épreuve d'admissibilité 
Option ingénierie mécanique 

Support de l'épreuve : Obtention de profilés composites par pultrusion

Présentation du support d’étude  

Mise en situation  

La technique par pultrusion ou « extrusion par tirage » est un procédé de mise en œuvre en continu de tubes et profilés en matériaux composites. Ce procédé permet la production de profilés (figure 1) de section constante en grande série.

Le fonctionnement général (figure 1) peut se résumer ainsi : le renfort (tissu, mat, fibres) conditionné en bobine et imprégné de résine thermodurcissable ou de polymère thermoplastique est tiré à travers une filière chauffée qui contrôle la teneur en résine ou polymère et détermine la forme de la section. Le passage dans ce four va ainsi provoquer la polymérisation de la résine ou la fusion du polymère et donner la forme finale. Le produit est ensuite coupé à la longueur souhaitée.

Le sujet porte sur le module de coupe d’une ligne de production (figure 2) conçue et exploitée par une société française permettant l’obtention de profilés à base de fibre de carbone ou fibre de verre par pultrusion.

Descriptions fonctionnelle et structurelle du module de coupe  

L’annexe A présente le diagramme de définition de blocs détaillant les éléments structurels du module de coupe de la ligne de production. Cette chaîne fonctionnelle permet d’assurer une coupe du profilé à la volée au moyen de 3 axes linéaires motorisés et d’une scie circulaire.

L’annexe B présente un extrait du diagramme des exigences.

La mise en mouvement des axes linéaires motorisés du module de coupe permet de procéder à une coupe transversale du profilé tout en conservant la traction de celui-ci : c’est le principe de la coupe à la volée. Le déclenchement de l’opération de coupe dépend d’une consigne paramétrée par un opérateur à l’amorce de la production. Les profilés ainsi débités peuvent avoir des longueurs allant de 400 mm à plus de 6000 mm selon les besoins des clients.

Études 

Les différentes parties abordées dans ce sujet visent à :

- partie A : vérifier les performances dynamiques de l’axe n°1 ;
- partie B : vérifier le dimensionnement du moto-réducteur de l’axe n°4 lors de la phase de mise en mouvement de la scie et le dimensionnement des vérins pneumatiques linéaires de l’axe n°3 ;
- partie C : vérifier le dimensionnement des accouplements élastiques assurant la transmission de puissance du chariot de coupe ;
- partie D : vérifier que la vitesse d’avance du chariot de coupe reste égale à la vitesse d’avance de la matière ;
- partie E : identifier un procédé d’obtention et proposer une cotation GPS de l’ensemble porte-scie.

Les parties sont toutes indépendantes et peuvent être traitées dans n’importe quel ordre.

Il est cependant conseillé au candidat de commencer par traiter la partie A afin de s’approprier le support.