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PLM : L'emboutissage n'a plus de secret pour AutoForm

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Par publié le à 14h17

PLM : L'emboutissage n'a plus de secret pour AutoForm

AutoForm traite tous les aspect du processus d'emboutissage

J'ai rencontré les responsables d'AutoForm Engineering à l'occasion de la sortie d'AutoForm Plus R3, dernière version de leur outil de planification numérique globale des processus d'emboutissage. Le moins que l'on puisse dire, c'est que leur logiciel va très loin dans les détails.

AutoForm Engineering est un éditeur suisse, fondé en 1995, spécialisé dans les outils de simulation d’emboutissage, dont les racines remontent à 1990 lors premiers développements de code fait par Waldemar Kubli, l’actuel PDG.

Le groupe emploie maintenant 242 personnes à travers le monde dont 85 développeurs et 75 ingénieurs d’application répartis dans 14 bureaux à travers le monde. Ses logiciels ont séduit plus de 2500 utilisateurs dans 40 pays. Le chiffre d’affaires du groupe a été de l’ordre de 26 millions d’euros en 2010, en croissance de 12,5% et la perspective est de + 15% pour 2011, ce qui permettrait au groupe de dépasser les 30 M€. L’Allemagne est le plus gros consommateur des produits d’AutoForm Engineering, représentant près de 30 % du chiffre d’affaires.

« La France quant à elle pèse un peu moins de 10 % avec un chiffre d’affaires de l’ordre de 2,4 M€ en croissance de l’ordre de 8%. Mais il y a moins de constructeurs automobiles, notre marché principal et ils sont moins en forme qu’outre-Rhin », explique Vincent Ferragu, directeur de la filiale française. « Mais nous devrions avoir un regain d’intérêt de leur part en 2012 car nous allons leur présenter prochainement l’intégration d’AutoForm dans Catia ». Signalons d’ailleurs l’investissement récent de Segula Automotive qui s’est équipé pour proposer ses services dans le domaine de l’emboutissage auprès des constructeurs.

Notons enfin que pour les PME un accord d’intégration partiel a aussi été signé avec Autodesk, qui propose le module One Step dans sa suite Inventor sous le nom EasyBlank Inventor.

AutoForm Plus R3 couvre tout le process

AutoForm est bien plus qu’un simple outil de simulation d’emboutissage puisque cette ligne de produits entend traiter l’ensemble du process à la fois d’un point de vue technique, mais aussi qualité, coûts et délais.

Elle couvre tous les aspects du formage de tôle : génération de pré-gamme ; conception rapide de surface d’outil ; compensation de retour élastique ; analyse des qualités de surface ; aide à la mise au point ; robustesse de process ; mais aussi coût des outillages, des matériaux et de la production.

« Notre objectif est de proposer une suite d’outils capable d’aider nos clients à assurer la Planification Numérique Globale de leur Process d’emboutissage, une intégration verticale et une approche multidimensionnelle, qui tient tout autant compte des fonctions et de la qualité, que des délais et des coûts », résume Vincent Ferragu.

AutoForm Plus R3 est la troisième version de la ligne de produit AutoForm Plus. Elle met l’accent sur la rapidité, la précision et la productivité.

Plus de rapidité

Elle dispose notamment d’un nouveau concept de paramètres de contrôle prédéfinis, afin de rationaliser les temps de calcul par pièce ; l’efficacité du process d’ingénierie en est ainsi accrue de façon significative.

« Suivant l’état d’avancement de votre projet, il n’est pas forcément besoin de faire de la précision à tout va. Nous avons donc défini trois jeux de paramètres couvrant les différentes phases : CE pour l’évaluation rapide d’un concept ; CE+ pour s’assurer de la faisabilité vis-à-vis du retour élastique ; FV pour la validation finale. Il suffit à l’opérateur de choisir par une simple coche le jeu de paramètre qui convient au travail qu’il fait. Le reste est automatique. Cela permet d’offrir le meilleur compromis entre rapidité et précision à toutes les étapes du process de développement, ce qui conduit globalement à réduire le temps de calcul cumulé par pièce de l’ordre de 50 % ».

Une possibilité qui devrait permettre de démocratiser de tels outils vers des utilisateurs, qui ne sont pas des spécialistes des outils numériques mais des hommes métier spécialistes de l’emboutissage.

Côté matériel, les calculs parallélisés sur serveurs ont, quant à eux, été adaptés aux dernières architectures multi-processeurs. « Outre le fait que l’on peut travailler maintenant sur 8 processeurs, nous nous sommes aperçu que certains de nos clients qui disposent de 4 processeurs ne veulent en utiliser que 3 pour la simulation afin de disposer du 4e pour d’autres travaux. A cette fin, avec cette version R3, il devient possible de travailler sur 3 processeurs avec seulement 2 licences, sur 4 avec 3 licences et sur 8 avec 5 licences, tout cela en améliorant les vitesses de calcul ».

Plus de précision

Afin de proposer une analyse plus réaliste des plis potentiels durant la phase de faisabilité avancée, l’élément membrane avec effet de flexion (BE-M) a été amélioré pour la phase de faisabilité avancée. « Cela permet un calcul réaliste des contacts, de la forme et des plis du flan au cours du formage, tout en garantissant le meilleur compromis possible entre le rapidité et la précision ». Une amélioration qui évite de travailler en permanence avec des éléments coques plus gourmands en performances.

Pour l'emboutissage à chaud, un nouveau module AutoForm-ThermoSolver intègre notamment la simulation de la trempe. « L’objectif est de déterminer si les caractéristiques mécaniques en sortie d’emboutissage sont celles escomptées où, s’il faut agir localement et temporairement sur le refroidissement de la matrice pour les améliorer. Pour cela, on prédit les changements de phases métallurgiques de la matière en tous points, afin d’en déduire les caractéristiques mécaniques en termes de dureté et de limite élastique. Et l’on agit sur les paramètres de refroidissement pour réaliser le cahier des charges en réalisant des trempes différentielles suivant les zones ». Notons que ces résultats sont directement exploitables pour ‘‘nourrir’’ les outils de simulation de crash.

De telles optimisations locales de la matière des pièces permettent d’envisager de développer des pièces dont les caractéristiques mécanique seront variables suivant les zones pour répondre à des besoins différents : zones ‘‘dures’’ pour résister à une intrusion, zones ‘‘molles’’ pour absorber l’énergie d’un choc par déformation programmée.

De telles approches pourraient à termes concerner près d’une quarantaine de pièces par caisse de véhicule et entrainer leur allégement de près de 20 %, tout en améliorant le fonctionnement global de la caisse.

Autre point crucial en emboutissage, l’aspect final des pièces. « C’est primordial pour le consommateur, car c’est ce qu’il voit, mais les défauts d’aspect n’apparaissent souvent que lors de la mise en peinture des pièces, donc très tard dans le process de fabrication. Nous avons donc développé des outils d’analyse des gradients de contraintes internes de la pièce, dont l’expérience à montrer la corrélation avec l'apparition des défauts d'aspect. Cette analyse est pondérée par la nature du matériau et la géométrie locale de la pièce. Une pièce en aluminium fortement courbée, ne présentera pas les mêmes natures de défauts d’aspect qu’une pièce plane en acier ».

Un tel outil rend ‘‘visibles’’ dès les phases amont les zones à risques où peuvent apparaitre des défauts d’aspect. Il suffit bien souvent de jouer sur les paramètres de process (pressions des joncs de retenu dans la presse par exemple) pour mieux ‘‘tendre’’ le flan et éviter l’apparition des défauts. Des ajustements qu’AutoForm peut simuler. 

Plus de productivité

AutoForm Plus R3 propose également une méthode inédite d'analyse systématique de prévention du retour élastique. « Il faut essayer de comprendre pourquoi la pièce se déforme et de trouver des parades. Pour cela on détermine les contraintes locales et l’on essaye de les limiter pour réduire les déformations. Cela passe par différents raidissement locaux artificiels et la comparaison du comportement, afin d’ajuster au mieux la nature et le positionnement des raidisseurs locaux ».

De nouvelles étapes de process sont aussi désormais disponibles pour les traitements thermiques innovants appliqués lors de l’emboutissage de certains matériaux. « On peut ainsi simuler des traitements thermiques permettant de remettre de modifier les caractéristiques mécaniques de la pièce, afin de remettre les contraintes à zéro ou de les réduire (restauration par montée en température moyenne) entre différentes phases de formage. On peut ainsi bénéficier du potentiel de formage supérieur des matériaux légers et des Inox ».

Notons pour finir, la préannonce d’un module de simulation de sertissage, AutoForm HemPlanner, qui intéresse particulièrement les constructeurs automobiles français. « Nous sommes à la limite de note domaine d’action. Le sertissage, c’est de l’assemblage, mais de l’assemblage par déformation ». Il a fallu pour cela développer un nouveau solveur permettant d’obtenir des simulations dans un délai raisonnable, car outre la grande déformation, on repli la tôle de 120°, les distances parcourues par les molettes sont importantes d’autant qu’il faut généralement 3 à 4 passes pour réaliser complètement l’opération.

Bref AutoForm se comporte comme une véritable ''presse virtuelle'' mise à disposition des concepteurs, pour leur garantir dès les phases amont de la conception, la bonne réalisation de leurs pièces.

A la semaine prochaine

Pour en savoir plus : http://www.autoform.com

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l’Usine Nouvelle, suit depuis plus de 30 ans l’informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM…). Il a été à l’origine de la lettre bimensuelle Systèmes d’Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire, dont il est maintenant le rédacteur en chef.

 

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