Gagner en efficience avec la simulation de pièces industrielles

Simulation, Outillage

Publié le : 13/07/2021 par Xavier Brochet

Un processus industriel bien maîtrisé est l’assurance d’une production rentable. La simulation permet d’optimiser le développement d’un produit plastique, à travers la modélisation thermique outillage, l’étude du remplissage des moules et l’optimisation topologique. Cerise sur le gâteau, l’optimisation des temps de cycle peut vous faire gagner jusqu’à 30% de temps, grâce au Conformal Cooling !

Reconception d’une pièce aéronautique

Contexte

aeronautique (1) Un client a sollicité IPC pour l’aider dans la reconception d’une pièce aéronautique. En effet, la pièce initiale présentait de nombreux défauts d’ordre dimensionnel ainsi que des déformations et dans certains cas, des fissures ont même été détectées.

Ce produit ne pouvant pas répondre, en l’état, aux fortes exigences de l’aéronautique, reprendre la conception du produit et donc de l’outillage était inévitable.

Problématique

Les nombreux défauts venaient en grande partie du caractère ambitieux du projet. En effet, il s’agissait de passer d’une pièce en aluminium moulé et usiné à une pièce injectée. Le polymère choisi était fortement chargé et difficile à travailler. Enfin, ce produit était également réusiné afin d’atteindre des côtes très précises.

Il a été demandé à IPC de reconcevoir la pièce :

en utilisant la meilleure solution possible
avec l’appui de simulations rhéologiques
en limitant au maximum les déformations
en évitant, si possible, de passer par un usinage

Reconception par IPC avec appui de la simulation

Reconception IPC avec appui simulation
La simulation fonctionne par itérations successives qui permettent d’affiner les paramètres au fur et à mesure et donc d’obtenir des résultats de plus en plus précis.

Itération 1 : Définition du mode de remplissage de la pièce

Tout d’abord, il s’agit de localiser le point d’injection, à partir d’une forme approchante, correspondant à 90% au produit final. IPC visualise la manière dont le moule se remplit et identifie les risques associés au remplissage. En particulier, les zones d’accumulation de matière sont à éviter pour garantir un refroidissement constant et homogène.

Itération 2 : Modélisation de la thermique de l’outillage

Cette étape permet de rentrer un peu plus dans le détail. IPC est alors en mesure de définir finement les déformations qui se produisent. Un temps de cycle prévisionnel peut même être estimé.

verifie
Validation à chaque étape

Chaque itération de simulation est suivie d’une étape de validation par le client. Cette manière de procéder permet au client de choisir s’il désire continuer ou non de simuler la fabrication de son produit.

Intégration de l’outilleur pendant le développement

À partir du moment où les simulations rhéologiques sont engagées, IPC sollicite l’outilleur dans le but de l’intégrer le plus tôt possible au projet. Celui-ci est alors en mesure de dire si l’application des recommandations d’IPC lui convient. Dans le cas contraire, il sera toujours possible de changer de prestataire en minimisant la perte de temps.

Réussite projet plasturgie
La collaboration tripartite : la clé de la réussite
d’un projet de plasturgie

Par son savoir-faire, le rôle d’IPC est de contribuer à la réussite des projets. Néanmoins, apporter des conseils n’est pas suffisant : il est primordial de s’assurer de leur application ! Voilà pourquoi, le succès du développement en plasturgie repose sur la collaboration entre IPC, le plasturgiste et son outilleur.

Comment aller plus loin avec la simulation ?

Si les budgets le permettent, IPC essaye de coupler au maximum l’ensemble des moyens de simulation et de caractérisation dont il dispose.

S’appuyer sur la caractérisation matière

La précision d’une simulation dépend en grande partie des données utilisées. Pour être plus proche de la réalité, il est possible de s’appuyer sur la caractérisation d’échantillons de matière.
Grâce à sa plateforme laboratoire, IPC est en mesure de réaliser un grand nombre d’essais, par exemple de caractériser la fluidité de la matière ou son comportement viscoélastique.

Optimisation topologique

Le logiciel de simulation est capable d’étudier les champs de contraintes et de définir quelle quantité de matière doit être présente au minimum aux différents endroits de la pièce. Ceci permet une utilisation raisonnée de la matière, une réduction de l’impact environnemental et un gain de poids. Ce dernier paramètre est fortement recherché aussi bien dans l’automobile que dans l’aéronautique.

Gagner en temps de cycle avec le Conformal Cooling

Une simulation simple permet de définir le temps de cycle et ne permet pas de l’optimiser. En revanche, l’utilisation de calculs thermique et le conformal cooling permettent d’optimiser les échanges thermiques dans l’outillage et d’obtenir un refroidissement plus homogène.Pour en savoir plus à ce sujet, nous vous invitons à lire cet article.

Si vous souhaitez aller plus loin et échanger sur votre projet avec nos experts, contactez-nous.