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Outillage intelligent

20/11/2013

Projet R1A2062
Diffusion réalisée en 2011
Une présentation du banc d’essai a été faite à la Commission Technique de la fonderie sous pression et de la Métallurgie des Alliages d’Aluminium et de Magnésium en février et mars 2011.

Lancé en février 2010, le projet PROMAPAL impliquant notamment Montupet (leader du projet), le Cirtes et CM2T, porte sur la fabrication d’outillages par strato-conception.
CTIF a plus particulièrement en charge l’étude de la tenue à chaud et de la simulation, dans le cadre d’un co-financement du FUI.

La rupture technologique tient à l’application de la strato-conception (découpe et assemblage de strates par brasage) pour incorporer des nouvelles fonctionnalités à l’intérieur des outillages telles que des canaux de régulation thermique non réalisables par une méthode conventionnelle.

Objectifs

Face aux exigences du marché (coût, propriétés mécaniques, qualité, allègement), le but ici poursuivi est de développer la production de pièces de fonderie d’alliages légers à hautes performances au moyen d’une technologie de rupture.

Il s’agit de mettre au point, d’une part, une méthode de conception et d’optimisation des systèmes de refroidissement des moules et, d’autre part, une technologie de fabrication industrielle d’outillage qui intègre le procédé français de strato-conception.

Le nouveau concept développé par le CIRTES abandonne la réalisation de moules usinés dans des blocs d’aciers massifs au profit d’un procédé de découpe et d’assemblage de strates par brasage permettant d’incorporer de nouvelles fonctionnalités à l’intérieur des outillages (telles que des canaux de régulation thermique) non réalisables par une méthode conventionnelle.

Le projet veut démontrer, au travers de démonstrateurs industriels mis en oeuvre chez les fondeurs partenaires, que des méthodes de simulation numérique de la solidification et du refroidissement associées à la technologie innovante de fabrication de moule apportent un accroissement fort et durable de leur compétitivité.

Travaux réalisés

Les travaux réalisés ont consisté en :

  • une mesure et une simulation du champ de températures obtenu sur un moule coquille en régime thermique établi.
  • une mesure et une simulation des déformations d’un moule coquille à chaud.
  • une consolidation et une validation des outils et méthodes de calcul (mécanique du solide/ thermomécanique fonderie).

Points majeurs

Ces améliorations conduisent à une meilleure gestion de la thermique des outillages, visant à:

  • produire des pièces aux nouvelles formes géométriques à parois minces favorisant l’allégement (culasses) ;
  • produire des pièces aux performances mécaniques élevées grâce une meilleure santé interne de la matière et à des structures de solidification contrôlées ;
  • augmenter la cadence de production en réduisant le temps de cycle d’injection, en limitant le taux de rebuts et la mise au mille (moins de métal mis en oeuvre pour produire une pièce).

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