Groupe Mécanique DPNC

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1 Groupe Mécanique DPNC BILAN 2010 les projets Projet POLAR comme fil conducteur Compétences développées dans le groupe DPNC, le 15 Decembre

2 Les acteurs du groupe Activité «Atelier et Salles blanches» Coralie, Laurent, Maarten (+ développement), Reynald Activité «Conception Mécanique / Développement» Florian, Gérard, Maarten Franck (resp. Groupe) + Stagiaire Ingénieur (Julien, ICAM) et apprentis Sans oublier Catherine, Peggy, Nathalie, Marie-Anne et nos ateliers centraux! Un grand MERCI à tous! DPNC, le 15 Decembre

3 Projet ATLAS Upgrades IBL et «Super modules» BILAN 2010 les projets Modules «strip» et intégration Travail coordonné entre études électriques des modules et optimisation des structures Supports (prototypes en cours ) Maarten, Gérard et Didier Projet MICE Construction de 10 plans pour EMR et validation Projet complet au DPNC Importante activité d assemblage et de fabrication, beaucoup d interactions avec groupe électronique Coralie, Florian, Laurent, Reynald, et nos ateliers centraux 1.8m Projet AMS02 Modification TRACKER / Aimant permanent En attente de la suite Grosse implication de l ensemble du groupe de Mars à Juillet (+ Eric, Divic et Javier) DPNC, le 15 Decembre

4 sans oublier le projet POLAR! Projet pris comme exemple des différents aspects de notre métier (et nos rapports / «extérieur») Cas Cas d un d un projet projet spatial spatial (Chine): (Chine): Model Model d Ingénierie d Ingénierie (EQM) (EQM) et et Modèle Modèle de de vol vol (FM) (FM) Pour Station Spatiale Chinoise TG2 EQM Optimisation FM Pour Faisceau ESRF Sous traitance: Entreprises du bassin Genevois 250mm Module PMT à 64 pixels (x 25) 64 scintillateurs plastiques DPNC, le 15 Decembre

5 Aperçu des techniques utilisées POLAR Problématique Problématique abordée: abordée: le le Module Module PMT PMT scintillateur scintillateur (aspect (aspect pluridisciplinaire) pluridisciplinaire) Chaussette en fibre de carbone par moulage (société Composite Design, à Lausanne) Joint arrière thermique (PMT+FEE) End Cap 64 Barreaux scintillateurs PMT FEE Grilles de centrage «Baffle» en polyuréthane (à suivre ) FEE version EQM (collaboration PSI) PIXELS PMT Raisons: Réduire le cross talk Guider les barreaux DPNC, le 15 Decembre

6 Aperçu des techniques utilisées POLAR: les Baffles Modèle CAO «3D» Catia V5 Transfert de fichier «online» Création d une version en «stéréo lithographie» appelée MASTER (prototypage rapide machine spéciale) Savoir faire «artisanal» Surmoulage en silicone autour du MASTER, Découpe moule, et équipements divers Pièce dupliquée Copies (25 max) par remplissage sous vide du moule Beaucoup d opérations manuelles Baffle AR Moule silicone Baffle AV Précision de l ordre de 0,1mm! Pré assemblage avec barreaux DPNC, le 15 Decembre

7 Aperçu des techniques utilisées POLAR: Les 1800 barreaux Comment Comment garantir garantir Précision Précision de de 0.1mm 0.1mm la la série série ««Suivi Suivi»» QA QA pièces pièces au au maxi! maxi! Qualité Qualité de de face face (et (et bonne bonne transparence transparence dans dans la la masse) masse) et et des des couts couts acceptables acceptables pour pour le le projet! projet! Idée 1 Usinage mécanique Idée 2 Injection plastique Approche connue et reconnue, mais Pénible une série de 1800!! Beaucoup d opérations manuelles (polissage) Irrégularités de qualité la série Estimation COUT!! $ / 1800 pièces Cependant: Matière non transformée, recoupe de plaque ( maitrise de la qualité scintillateur) Approche logique pour une série de 1800 pièces Excellente régularité (optique, dimensions, ) Problème de Transformation matière Cout pour 1800 pièces: 55000$ Cependant: Matière transformée 2x, problèmes avec matière PVT (pas assez de recul en injection) R&D à poursuivre en parallèle du EQM (Idée 1) 1 ère version: Sans réusinage en bout! Pré tests (excellents) DPNC, le 15 Decembre

8 Tests et Simulations Thermo Mécaniques POLAR Tests Tests Thermo Thermo mécaniques mécaniques (cyclage) (cyclage) Module Module (Coralie, (Coralie, Franck Franck et et Michael Michael du du CERN) CERN) Mise en place (collage) de jauges barreaux et chaussette carbone: Mee des déformations (et par extrapolation des «contraintes») Jauges d extensométrie Installation du DPNC (Chambre Climatique, [-40 C,+180 C]) Pb avec PS / PVT (limite en température, comportement différent) 40 C Matière: PVT Matière: polystyrène PS Module assemblé: Après cyclage thermique!! Des soucis de retrait barreaux DPNC, le 15 Decembre

9 Tests et Simulations Thermo Mécaniques POLAR Simulations Simulations Mécaniques Mécaniques POLAR POLAR (Julien, (Julien, stagiaire stagiaire ICAM) Thermique ICAM) Thermique à à venir venir ( ( ABAQUS) ABAQUS) Modèle géométrique 1 2 Maillage en 3D 3 Calcul «statique» 20g 5 Calcul «Thermique» Optimisation embase 4 Calcul «Dynamique» OK / stress mécaniques dans l embase (marge de 4) Vérification des températures Préliminaire Mode dit «local» (carte CC) vers 121Hz DPNC, le 15 Decembre

10 Communication POLAR. quelques quelques progrès progrès restent restent à à faire faire!!!!!! Extraits du document PDR (Revue de décembre 2010) les traducteurs sont bienvenus! Point de vue mécanicien ou électronicien Au choix! DPNC, le 15 Decembre

11 Compétences développées dans le groupe et moyens (rappels) Usinage Usinage de de pièces pièces mécanique mécanique Assemblages Assemblages / / Intégration Intégration / / Salles Salles blanches blanches Réalisé en PEEK (IBL) Gabarits pour Upgrades CAO CAO et et Calculs Calculs (Catia (Catia V5 V5 et et ABAQUS) ABAQUS) Posage pour collage fibres optiques EMR Equipement salle blanche (ici métrologie) IBL, Intégration Staves EMR Nouvelle Nouvelle arrivée arrivée (CNC (CNC 3 3 axes) axes) Calculs Passerelle CFAO à développer DPNC, le 15 Decembre

12 Pour clore MERCI et bonnes fêtes à tous DPNC, le 15 Decembre