plastique | Polytech Angers

Présentation

Nous sommes 3 étudiants en PeiP2 à Polytech Angers, et vous présentons à travers ce blog le parcours que nous avons emprunté lors de la réalisation de notre projet : Broie ton plastique.

Figure 1 : Broyeur de plastique final – cliquer pour consulter l’article sur Polytech Angers

Le FabLab de l’école dispose de nombreuses imprimantes 3D RDM, c’est-à-dire à dépôt de filament, régulièrement utilisées par les élèves lors de TP ou bien pour des projets divers. Ces différentes utilisations génèrent une quantité importante de plastique non exploité par la suite : supports d’impression, rebuts… Le but de ce projet est de revaloriser tous ces déchets, en les broyant pour par la suite pouvoir recréer des bobines de plastique grâce à l’extrudeuse déjà existante au FabLab.

Nous reprenons le projet en cours de création : à notre arrivée, le broyeur est déjà réalisé, le moteur ainsi que son variateur ont déjà été choisis, commandés, et réceptionnés. Notre rôle est de finaliser le projet : concevoir le système de sécurité, le réaliser et tout assembler.

Cahier des charges

Notre mission consiste à rendre le broyeur fonctionnel tout en assurant la sécurité des usagers. Cela comprend : fixer le moteur et le broyeur au bâti, accoupler leurs arbres, intégrer un bouton d’arrêt d’urgence, couper l’alimentation du moteur lors de l’ouverture du capot, concevoir et réaliser un carter pour éviter tout contact avec les arbres en rotation ainsi que l’engrenage, mettre un bouton poussoir à disposition permettant d’actionner le moteur dans le sens opposé afin de pallier les potentiels bourrages du broyeur, et finalement un potentiomètre afin de pouvoir contrôler manuellement la vitesse de rotation du moteur.

Branchement du moteur

Nous disposons d’un moteur qui fonctionne en triphasé : c’est-à-dire qu’il est alimenté par 3 phases contrairement au système de courant monophasé qui lui n’est composé que d’une phase et d’un neutre (le système monophasé est le plus répandu, et alimente certainement votre réseau domestique). Ainsi, pour alimenter le moteur, nous devons utiliser un variateur de tension qui prendra du monophasé en entrée, et sortira du triphasé pour le moteur. Après avoir compris tout ceci, et avec le matériel nécessaire; incluant notamment des câbles de mise à la terre pour protéger l’utilisateur, et plus généralement des câbles suffisamment épais pour supporter la charge de courant; il a suffi de suivre les consignes du constructeur pour procéder au câblage. Une fois cela fait, nous avons pris soin d’ajouter un bouton d’arrêt d’urgence coupant l’alimentation du système si enclenché, ainsi que plusieurs câbles de mise à la terre reliés à la carcasse du moteur, au bâti ainsi qu’au variateur afin de protéger l’utilisateur de potentielles fuites de courant.

Contrôles du moteur

Le variateur que nous utilisons pour alimenter le moteur est programmable. Il dispose de plus de mille paramètres tous réglable individuellement. Par ailleurs, il propose certaines pré configurations de commande avec un schéma électrique associé. Ainsi, en sélectionnant la configuration la plus adaptée par rapport au cahier des charges, et en connectant tous les boutons aux bonnes entrées et sorties du variateur selon le schéma en question, nous disposons de deux boutons de commande et d’un potentiomètre pour régler la vitesse de rotation. Pour une meilleure présentation, nous avons pris le temps de modéliser et imprimer en 3D un boîtier avec des emplacements pour les boutons, ainsi que des autocollants pour une meilleure lisibilité des commandes.

Protéger l’utilisateur

Afin de protéger l’utilisateur, nous avons mis en place un capot ouvrant au-dessus de l’entonnoir, et en dessous duquel nous avons placé un capteur détectant l’ouverture du capot, afin de couper l’alimentation du moteur s’il est en fonctionnement. Finalement, nous avons conçu un carter de protection en bois afin de cacher les éléments tournant notamment l’engrenage, pour éviter de s’y blesser.

Revalorisation des déchets

Figure 5 : Bac de récupération à 2 étages avec tamis

Pour finir, nous avons eu l’idée de concevoir un bac de récupération à deux étages, avec une grille les séparant de manière à filtrer les débris à la bonne dimension pour l’extrudeuse. Ceux qui ne conviennent pas pourront subir un nouveau passage au broyeur jusqu’à passer entre les mailles de la grille.

Figure 6 : Extrudeuse et échantillon de bobine créée

Vous pouvez observer ci-dessus un échantillon de bobine créé par l’extrudeuse, à partir de billes de plastique. Lorsque l’extrudeuse sera de nouveau opérationnelle, nous pourrons exploiter le plein potentiel du broyeur et tenter de recréer des bobines à partir des déchets broyés!

Le meilleur pour la fin

Si vous voulez contemplez le broyeur en fonctionnement, nous vous invitons à consulter la procédure d’utilisation vidéo juste ici :

Plutôt que jeter les impressions 3D, mieux vaut les recycler !

Bonjour à tous !
Nous sommes un groupe de trois étudiants composé de Cassilla Yen-Pon, Youen Le Guidec et Aras Chaigne. On s’intéresse tous les trois de près ou de loin à la mécanique et pour deux d’entre nous, nous souhaitons nous orienter l’année prochaine dans ce domaine. Ce projet nous a donc tout naturellement intéressés.

D’accord, mais quel est notre projet ?

Notre projet est le broyeur de matériau d’impression 3D. En résumé, nous devions réaliser un manuel de montage du broyeur, et réfléchir à la sécurité de l’utilisateur du broyeur.

A quoi sert notre projet ?

Lorsque l’on réalise des impressions 3D au Fablab, on crée beaucoup de chutes de plastiques. Au lieu de les jeter, on pourrait les recycler.

C’est exactement là qu’intervient notre projet. En effet, ce plastique sera broyé, et nourrira l’extrudeuse (qui est un projet mené par un autre groupe) qui crée des bobines de plastiques réutilisables pour l’imprimante 3D. Le broyeur final fonctionnera à l’aide d’un moteur, mais étant donné que nous avons rencontré plusieurs problèmes avec le moteur, nous n’avons pas pu faire fonctionner le broyeur avec.

Voici une photo de notre broyeur monté entièrement:

Photo du broyeur monté

Objectifs du projet

Notre projet était globalement divisé en deux parties:

Notre objectif principal était de monter le broyeur et de réaliser en parallèle un manuel de montage, pour que les futurs utilisateurs ne rencontrent pas les difficultés que nous avons eues.

Voici notre manuel de montage:

Notre deuxième objectif était de concevoir des systèmes de sécurité complets, afin d’anticiper et d’éviter chaque problème possible lorsqu’une personne utilise le broyeur.

La réception des pièces

Au départ, nous avons reçu le broyeur en pièces détachées, chacune des pièces est présentée sur la photo ci-dessous.

Pièces détachées

Comment s’est passé l’assemblage du broyeur ?

Lors des premières séances de projet, nous avons eu des difficultés à assembler le broyeur, car certaines pièces étaient mal percées, ou bien la conception d’autres pièces était approximative. Par exemple, nous avons été obligés de repercer deux pièces nous-mêmes car les perçages n’étaient pas au bon endroit.

Nous avons rencontré de nombreux problèmes que l’on a réussi à solutionner. Par exemple lors des premières séances, nous nous sommes rendu compte que le broyeur présentait un jeu de quelques millimètres mais extrêmement dangereux, puisque lorsque le moteur sera activé les lames du broyeur pourraient s’entrechoquer. Cela causerait de gros dégâts. Nous avons pu corriger cela à l’aide de paliers qui manquaient.

Voici une vidéo du fonctionnement du broyeur à la main:

Et la partie sécurité ?

La sécurité est primordiale sur une machine aussi dangereuse qu’un broyeur comme celui-ci.
Le souci est que l’on ne pouvait pas anticiper chaque problème étant donné que nous n’avions pas le moteur. Nous avons donc réalisé quelques recherches sur un projet nommé « Precious Plastic », dont est inspiré notre broyeur: https://youtu.be/Os7dREQ00l4?t=23

Voici les systèmes de sécurité que nous avons imaginé :

Un capot de protection en plexiglass sur la trémie: quand le capot est fermé, un capteur fin de course détecte si le capot est bien fermé avant de faire en marche le moteur. Si le capot est ouvert, le capteur le détecte est coupe l’alimentation du moteur.
Voici une vidéo du fonctionnement du capteur avec le capot: https://www.youtube.com/watch?v=pw5Ac8non2I
…ainsi qu’un schéma électrique simple avec le capteur:
Un bouton d’arrêt d’urgence qui coupe le circuit en cas de problème.
Un système d’allumage du moteur à deux boutons qui permet à ce que les mains de l’utilisateur soient occupées sur les boutons et non dans le broyeur.
Voici le schéma de ce système:
Un carter de protection recouvrant les deux engrenages.

Comme on le voit ci-dessus, les engrenages sont dangereux en rotation étant donné qu’ils sont à l’extérieur.
Il faudrait dans l’idéal installer des signalisations visuelles comme des LEDs vertes pour indiquer que le broyeur est neutralisé et libre d’accè

Les différents types de plastique

Nous avons également pensé à ajouter un variateur pour contrôler la vitesse de rotation du moteur, selon le type de plastique qu’on est amené à broyer la vitesse du moteur peut jouer un grand rôle.
Le variateur permettrait également de diminuer les projections et rebonds des pièces de plastique au début du processus de broyage.

Un dernier mot ?

Pour conclure, ce projet nous apporté à tous les trois de nombreuses choses. Premièrement, c’est une façon différente de travailler des cours classiques. Nous travaillons en autonomie et il y a bien plus de pratique.
Ensuite nous avons pu mettre en pratique nos cours de mécanique, ce qui est satisfaisant.
Les nombreux problèmes rencontrés ont augmenté nos facultés à nous adapter et à trouver des solutions, et surtout à travailler en équipe.
Merci beaucoup à M. Lopes, M. Saintis et M. Ibrahim pour leur aide au cours des différentes séances

Voici notre rapport de projet:

Polytech Angers – Projets PEIP2

Projets de deuxième année du cyle prépa Peip2

Archives par mot-clé : plastique

Broie ton plastique avec ELODY5000 !