BRIGNATZ Barbara
LIN hongrui
TOP Hélène
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E3-2006
Recherche Opérationnelle
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Optimiser l'assemblage de textiles techniques par couture
Plan
- Objectif
- Préambule
- Problématique
- Présentation de la machine à coudre
- Étude de l'optimisation
- Conclusion
Dans le secteur de l'automobile, les couches de textiles techniques utilisées
pour la réalisation des tapis de sol des voitures, sont assemblées par
collage.
Cependant, pour un souci d'écologie, il est préférable d'éviter le collage, et
d'assembler les couches textiles par couture. Il s'agit donc d'utiliser une
machine à coudre
industrielle capable d'assembler des couches rigides et épaisses.
On souhaite optimiser la qualité de la couture de textiles techniques avec une
machine à coudre industrielle.
On veut obtenir un tapis de sol pour intérieur automobile ayant les
caractéristiques suivantes :
- écologique (pas d'utilisation de colle avec des polymères non
biodégradables pour l'assemblage des différentes couches textiles),
- amortisseur des vibrations mécaniques,
- insonorisant (amortissement des ondes acoustiques).
L'objectif de ce travail est de démontrer la stratégie de mise au point
d'une ligne de production
«assemblage textile par couture pour tapis de sol d'intérieur automobile».
Trois partenaires sont mis en relation :
l'équipementier automobile,
l'entreprise de construction de machines de couture, et un laboratoire de
recherche.
Un des partenaires a proposé l'idée «coudre les couches textiles au lieu de
les coller» et les deux autres partenaires ont été d'accord pour réaliser ce
projet.
La collaboration s'organise comme ci-dessous :
EQUIPEMENTIER AUTOMOBILE
- Rôle: Assurer le fonctionnement du produit final cousu dans son milieu
d'application (automobile)
- Essais à réaliser:
- Amortissements acoustiques
- Amortissements mécaniques
- Fonctionnalité du produit dans une voiture (épaisseur, flexibilité,
contrainte)
CONSTRUCTEUR DE MACHINES A COUDRE
- Rôle: Construire une machine à coudre industrielle capable d'assembler des
couches textiles rigides d'une matière donnée.
- Essais à réaliser:
- Choix des différents éléments sur la machine (bandes de transport,
aiguille, moteur, puissance, pied presseur, type de point)
- Fonctionnement de la machine
- Nouvelle construction si c'est réalisable
LABORATOIRE DE RECHERCHE
- Rôle:
- Regarder si la machine peut être utilisée dans le domaine industriel.
- Proposer d'autres idées de construction ou optimiser cette machine
- Essais à réaliser:
- Essais de couture
- Choix du fil
- Choix des meilleurs réglages
- Choix des matériaux à assembler
Il s'agit dans un premier temps de faire l'examen de ce qui se fait et
pourquoi le problème n'a pas été résolu.
a- au niveau du constructeur de machine à coudre
Pourquoi une machine fonctionnelle n'a-t-elle pas été réalisée du premier
coup ?
Le constructeur de machines à coudre prototype veut proposer une machine à
coudre à industrialiser.
Le laboratoire de recherche a pour fonction d'améliorer la machine afin
qu'elle puisse être industrialisée.
Ainsi, le laboratoire pourra expérimenter et se poser de nouvelles questions,
avoir de nouvelles idées.
b- au niveau du laboratoire de recherche
Un prototype de machine à coudre a été proposé aux ingénieurs par l'entreprise
de fabrication afin qu'ils améliorent et règlent la machine pour qu'elle
fonctionne
et qu'ils aient un support de recherche pour d'éventuelles nouvelles idées.
En quoi le laboratoire de recherche y trouve-t-il son compte ?
On peut se demander si c'est pour une question de finance ou de renom par
exemple.
c- au niveau de la machine à coudre
C'est une machine innovatrice et beaucoup de questions se posent. Comment
les décisions sont-elles prises? Les questions retenues sont-elles les bonnes ?
- aiguille spéciale : pas trop dure ni trop élastique
- choix du moteur
- bande de transport matière pour matériaux techniques (et non habillement)
pourquoi cette taille ? à cause du prix ? Pouvait-on faire un autre choix?
- rapidité d'exécution
d- au niveau de la technique d'assemblage
- L'idée de coudre des couches textiles pour le secteur de l'automobile au
lieu de les coller est une idée innovatrice. Il s'agit de savoir qui a eu
l'idée le premier.
-
Comme toute idée innovatrice, il s'agit de savoir quelles personnes
possèdent les connaissances nécessaires à la bonne réalisation du projet.
Sinon, on doit créer les connaissances nécessaires.
-
Il est également intéressant de savoir s'il existe d'autres entreprises qui
adoptent d'ores et déjà cette technique d'assemble, plus particulièrement dans
le secteur de l'automobile.
-
Enfin, on pourrait chercher si des constructeurs de machines à coudre ont
déjà pensé à réaliser ce prototype et si éventuellement la machine est déjà
commercialisée.
Elle permet d'assembler plusieurs couches de non-tissé ou des matériaux
rigides.
De nombreux paramètres peuvent être modifiés pour améliorer au maximum la
couture de ces textiles techniques.
a- Qualité d'une couture
Une couture est de bonne qualité si elle présente les caractéristiques
suivantes :
- pas de manque de point
- couches bien assemblées entre elles : pas de glissement ni de décalage
- points réguliers : uniformité de la couture (en points/cm)
- pas de grignage (fronçage du matériau)
b- Paramètres mis en jeu
Les paramètres suivants ne changent pas entre deux essais :
- l'aiguille à coudre : type SPI pointe ronde effilée, NM180 (diamètre tige =
1,80 mm), spéciale aux matières enduites et aux membranes.
- le type de point (point de chaînette double)
- le type de fil (Retors de schappe Polyester Mara, 1000 dtex, Gütermann)
- les matériaux à assembler:
Par contre, les paramètres suivants peuvent être modifiés pour optimiser la couture:
- le nombre de point/cm : x1 [points/cm]
- la tension du fil : x2 [cN]
- la vitesse de piquage : x3 [points/min]
- la vitesse du transport de la matière : x4 [cm/min]
- la pression du pied presseur : x5 [Pa]
c- Fonction à maximiser
Variables : x1, x2, x3, x4 et x5
Fonction : f(X) = f(x1, x2, x3, x4, x5)
d- Plan d'expérience
Afin de réaliser ces tests nécessaires au bon déroulement du projet "optimiser
la qualité d'une couture en jouant sur les paramètres de la machine", il
convient
par conséquent de suivre le plan d'expérience suivant:
- Il s'agit dans un premier temps de mettre en place une équipe afin de
réaliser une expertise de tout ce qu'il y a à savoir. En effet, il convient de
se rendre compte
du travail que devrait effectuer une équipe d'ingénieurs dont le projet serait
d'optimiser la machine.
- Il est également important de connaître le budget nécessaire à la
réalisation des essais,en terme de:
- temps disponible,
- financement,
- nombre d'essais nécessaires
- Afin de se rendre compte du travail à réaliser, il faut ensuite déterminer
la taille de l'espace à explorer en terme d'essais.
- Une fois l'espace déterminé, on se met d'accord sur ce qui est réellement
possible de réaliser.
En d'autres termes, il convient de commencer par un
criblage, afin de classer les facteurs par ordre d'influence. Si le nombre de
paramètres est trop grand, on prendra des extrêmes afin de trouver un nombre
raisonnable
de paramètres. On définit ainsi l'espace à explorer.
On procèdera ensuite à l'optimisation des facteurs les plus importants : zones intermédiaires.
Dans l'espace à explorer, on regarde où placer le reste des essais à réaliser
afin de
connaître le maximum de choses et ainsi obtenir des informations pertinentes.