Le microformage exceptionnel de pièces 3D
Le formage des métaux, essentiellement une forme d'emboutissage d'une pièce de métal, constitue en général une manière efficace de fabrication des grandes pièces métalliques. Malheureusement pour les petites pièces 3D, ce procédé demande de nombreuses étapes supplémentaires parfois inefficaces qui doivent absolument être éliminées si nous voulons que le continent européen reste compétitif dans ce domaine. Le projet HIPR (High-precision micro-forming of complex 3D parts), financé par l'UE, a réussi à démontrer la faisabilité d'un nouveau procédé efficace de microformage. Cette nouvelle méthode a montré qu'elle pouvait atteindre les normes de qualité les plus élevées, tout en réduisant les coûts et l'impact environnemental et en augmentant la productivité. Les travaux se sont portés sur trois axes principaux. L'équipe du projet a analysé les matériaux d'outils y compris les métaux durs ou les céramiques afin d'augmenter la durée de vie de ces outils. Ils ont également exploré de nouveaux revêtements ainsi que les nouvelles techniques de modification de la surface. Dans le même temps, le groupe a passé en revue les stratégies de fabrication des outils afin d'obtenir les micropropriétés nécessaires. Les partenaires de l'étude ont analysé certaines technologies comme le broyage de très haute précision et l'ablation laser qui ont démontré leur adéquation pour obtenir les résultats souhaités. Certaines de ces nouvelles méthodes font appel à la mesure en ligne des formes 3D et des propriétés des matériaux. Les mesures ont également porté sur la force des outils et leur température, une étape nécessaire qui a permis de déterminer quand arrêter une production si un outil arrive en fin de vie. Le résultat de ces ajustements est un contrôle qualité de 100 %. La modélisation du procédé qui permettra d'en assurer la prévisibilité a demandé la mise en place d'un modèle d'usure et de fracture de l'outil, pouvant être intégré dans un logiciel de modélisation de la méthode conventionnelle des éléments finis (FEM, pour finite element method). Pour ce faire, l'équipe a modélisé les matériaux d'outils sélectionnés, examiné leur mise en œuvre en termes de code FEM et prédit les procédés de microformage sélectionnés. Les résultats directement exploitables comprennent par exemple une presse prototype de 15 tonnes pour la micro fabrication en ligne, un outil d'emboutissage bardé de capteurs et un modèle de prédiction de la durée de vie des outils. Pour chacun de ces outils, l'équipe du projet a mis en place un plan marketing incluant risques et impondérables. Les nouveaux outils et les systèmes de gestion afférents élaborés par l'équipe du projet permettront d'augmenter la productivité et d'atteindre une meilleure qualité de production en général. Ces résultats bénéficieront sans nul doute à la capacité industrielle et la compétitivité de l'Europe.
Mots‑clés
Microformage, métal embouti, matériau pour outils, façonnage de métaux, fabrication, HIPR, composants 3D
