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PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde PRESENTATION Gabialex Intitulé Repoussage Planification GABIALEX Directeur général : Thierry de Saint Romain Effectif total : 80 Capital : 1M€ Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie Géométrie Process Matériaux Conclusion Activités Principales Déformation des métaux en feuilles - Repoussage - Soudage - Polissage Réalisation de sous-ensembles Activités complémentaires Découpage - Usinage - Traitements de surfaces Laser - Traitements thermiques Secteurs d'activités Imagerie médicale - Distribution d'énergie HT et THT - Industrie textile Industrie agro-alimentaire - Aéronautique - Chaudronnerie nucléaire Équipements de citernes - Filtration - Nucléaire Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Photos Page de garde PRESENTATION Gabialex Intitulé du projet Intitulé Repoussage Planification Problématique Acteurs Titre : Approche scientifique pour une capitalisation des connaissances en repoussage - fluotournage Systèmes experts Base de cas Analogie Géométrie Process Matériaux Conclusion Il s’agit d’analyser les mécanismes de déformation de matière et les conditions aux limites, afin d’ébaucher les bases nécessaires à la création d’un système expert pour le domaine du repoussage. Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde PRESENTATION Présentation du repoussage Gabialex Intitulé Repoussage 1/2 Planification Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie 6 Géométrie Process Matériaux Conclusion 5 1. Flan 2. Mandrin 3. La contre pointe 4. Le centre 5. La molette 6. L’accotoir 2 1 4 3 Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde PRESENTATION Présentation du repoussage Gabialex Intitulé Repoussage 2/2 Planification d Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie 6 r Géométrie Process Matériaux Conclusion 5 1. Flan 2. Mandrin 3. Le centre 4. La contre pointe 5. La molette 6. L’accotoir 2 1 3 4 Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation PLANIFICATION Planification du projet Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie Géométrie Process Matériaux Conclusion Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification La problématique PROBLEMATIQUE CONCURENT B Acteurs Systèmes experts Base de cas CONCURENT A Risque de perte du savoir faire RETRAITE Analogie Géométrie Process Matériaux Conclusion GROUPE GABIS Arrêt de la filière de formation LYCEE CONDORCET Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Problématique ACTEURS Les acteurs du projet Les experts Les décideurs INSA Systèmes experts Base de cas Directeur GABIALEX Analogie Géométrie Process Matériaux Conclusion LEGUEREAU Chef d’équipe 1 Resp Production Resp Méthodes Chef d’équipe 2 Projet Chef d’équipe 1 PFE INSA Ouvriers LEGUEREAU Méthodes Les acteurs externes Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Chef d’équipe 2 Les utilisateurs Page de garde Présentation Planification Systèmes experts Problématique Acteurs SYST. EXPERT 1/2 Base de cas Analogie Géométrie BASE DE CONNAISSANCES Interface EXPERT(S) Process Matériaux Conclusion Moteur d’Inférence BASE DE FAITS Interface UTILISATEURS Dans un système expert, la base de connaissances est plus importante que la base de fait. Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Systèmes experts Planification Problématique Acteurs Nb passes SYST EXPERT 2/2 Matériaux Température Base de cas Analogie Géométrie Température Mandrin Process Matériaux Vitesse avance Programme Vitesse rotation Corrections Rayons Conclusion Galets Température CONTACT Matière CONTACT Lubrification Brut en position OPERATEUR DEFORMATION Mécanique du solide Matière Épaisseur Brut Repoussage fluotournage Pièce finie (chaude) Refroidissement (Trempe ?) Pièce finale Dimensions Cotes Tolérances MATERIAUX Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON État de surface Interne/externe Page de garde Présentation Planification Système à base de cas Problème Problématique Acteurs Systèmes experts Élaborer Remémorer Nouveau cas BASE DE CAS Analogie Géométrie Cas antérieurs Cas appris Cas remémoré Process Matériaux Conclusion Mémoriser Connaissances générales Cas réparé Réutiliser Cas résolu Réviser 1. Élaboration du problème 2. Remémoration : rechercher dans la mémoire un cas passé résolu. 3. La réutilisation de la connaissance contenue dans le (ou les) cas remémorés 4. La révision de la solution proposée. 5. Mémorisation du nouveau cas dans la mémoire des cas passés Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Analogie avec l’emboutissage Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas ANALOGIE Géométrie Process 3 parties distinctes • le fond du godet, sur lequel s’exerce l’effort du poinçon • la collerette où le métal s’oppose à la déformation qui lui est imposée • la jupe de l’embouti qui transmet l’effort entre le fond du godet et la collerette Matériaux Conclusion Tore Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Le contact 2 corps Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie GEOMETRIE 2 corps 1/2 3 corps Raideur Pièce Petit contact 2 corps Molette Rayon molette Rayon de mandrin Point de contact Surface bombée Méthodologie Process Point d’appui Matériaux Conclusion Le point d’appui est considéré comme fixe. Mandrin L’action de la molette étire le métal. Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Le contact 2 corps Planification Problématique Acteurs Zone 1 : Entre le point d’appui A et le point de contact B Systèmes experts Base de cas Zone 2 : Entre le point de contact B et le bas de la collerette C Analogie GEOMETRIE 2 corps 2/2 Zone 3 : Partie du flan collée au mandrin 3 corps Raideur 2 corps – Bonnet positif Rayon molette Rayon de mandrin Collerette Surface bombée C Méthodologie Process Matériaux Conclusion Zone 2 Point de contact B Point d’appui Zone 1 A d Zone 3 Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Le contact 3 corps Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie GEOMETRIE 2 corps 3 corps Raideur Contact 3 corps Rayon molette Rayon de mandrin Surface bombée Méthodologie Le point d’appui suit le mouvement de la molette. Process Matériaux Conclusion Zone 3 Les contraintes engendrées par le fluage provoquent le bonnet négatif. Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Les effets de raideur Problématique Acteurs Les effets de raideur Systèmes experts Couronne Base de cas Analogie GEOMETRIE Partie travaillée 2 corps 3 corps Raideur 1/3 Rayon molette Rayon de mandrin Surface bombée Méthodologie Process Analogie avec une poutre Matériaux Conclusion I G,A = bh3 / 12 G h d b A Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Les effets de raideur Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Il est difficile de faire du repoussage : Analogie GEOMETRIE • soit sur un flan de grand diamètre 2 corps 3 corps d2 • soit quand la hauteur h de la couronne est importante Raideur 2/3 Rayon molette Cette dimension est appelée W sur certains ouvrages. Rayon de mandrin Surface bombée Méthodologie Process Matériaux h3 Conclusion Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Les effets de raideur Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie GEOMETRIE 2 corps Partie A non étirée 3 corps Raideur 3/3 Rayon molette Rayon de mandrin nervure Surface bombée Méthodologie Process Matériaux Conclusion Action de retreint pour casser la raideur et moins étirer. Nervure pour ajouter de la raideur dans la zone médiane Risque de plis Possibilité d’action en périphérie en limitant l’étirage Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Rayons de molettes Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie GEOMETRIE 2 corps 3 corps Raideur Rayon molette Rayon de mandrin Surface bombée Méthodologie Process Matériaux Conclusion Petit rayon de molette : Grand rayon de molette : • Grandes déformations • Colle plus tardivement • Colle rapidement • Risque de casse sur petit rayon de mandrin Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Rayon de mandrin Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie GEOMETRIE 2 corps 3 corps Raideur Rayon molette Rayon de mandrin Surface bombée Méthodologie Process Matériaux Conclusion Petit rayon de mandrin : Grand rayon de mandrin : • Petit rayon de molette • peu de problèmes • Colle rapidement et évite une concentration des contraintes sur le rayon du mandrin • possibilité d’utilisation d’un gros rayon de molette Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Surface bombée Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Partie cylindrique Analogie GEOMETRIE Partie bombée Il est très important de venir coller entièrement la partie bombée avant de coller la partie cylindrique. 2 corps 3 corps Raideur Rayon molette Rayon de mandrin Surface bombée Méthodologie Effectivement, lorsque l’on exerce une pression sur la matière pour la coller au mandrin, il y a toujours un minimum de « fluage » du matériau. Process Matériaux Conclusion Dans le cas où l’on retouche la partie bombée après avoir fini la partie cylindrique, la matière flue vers la partie cylindrique et va faire gonfler le diamètre. Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Méthodologie Problématique Acteurs Systèmes experts Dans le cas d’angles : Base de cas Analogie Toujours marquer les angles en descendant. GEOMETRIE 2 corps La matière ne peut fluer que sur les parties cylindriques. 3 corps Raideur Rayon molette Rayon de mandrin Surface bombée Mandrin + flan + contre-pointe Partie correcte : Méthodologie Process On plaque en descendant Matériaux Conclusion Partie Mauvaise : On plaque en montant Lorsque la matière est en appui dans le coin, elle flue en décollant la partie déjà plaquée Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Influences du chauffage et de l’ébavurage Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Influence du chauffage : Analogie • Géométrie PROCESS • Ébav. / Chauf. Lubrif. / Contact • « Ramollir » la pièce dans le cas de matériaux durs Séparer la pièce du mandrin en fin de repoussage Augmenter le diamètre du mandrin Matériaux Fig : exemple de chauffage Conclusion Influence de l’ébavurage : Les défauts en périphérie rendent le matériaux partiellement non isotrope et peuvent générer des amorces de rupture. Fig : exemple d’ébavurage Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification La lubrification Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Éviter le grippage des molettes et un arrachement partiel du flan au contact de la molette Analogie Géométrie PROCESS Ébav. / Chauf. • Le suif Lubrif. / Contact • Les huiles évanescentes Lubrification au pinceau Matériaux Conclusion • Le savon de Marseille • Le NEUTOL • L’huile de coupe • Les graisses La lubrification est essentielle dans le repoussage Le choix du lubrifiant n’apparaît pas comme étant un paramètre décisif dans la chasse aux rebus. Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Les matériaux utilisés par GABIALEX Problématique Acteurs Les matériaux utilisés par Gabialex : Systèmes experts Base de cas Analogie Géométrie Process MATERIAUX Matériaux Courbes Anisotr. / Écrouis. Conclusion Le plomb L’aluminium 1050 (alliages non trempants)(A5) Aluminium 6082, état O (A-SGM-0.7) Le cuivre Le Laiton Les Aciers XE et XES classement des matériaux Les INOX Le mumétal Mumétal Inox 1,4301 Aluminium 5754 Inox 1,4307 Le titane Acier XE,XES Cuivre Laiton UZn39Pb2 Laiton UZn36Pb2 aluminium 6082 état O Aluminium 1050 H24 Aluminium 1050 état O Plomb Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON "repoussabilité" Page de garde Présentation Planification Courbes de traction Problématique 2 matériaux différents avec le même module d’Young et des limites élastiques différentes Acteurs Systèmes experts Base de cas • Limite élastique variable Analogie Géométrie • Retour élastique variable Process MATERIAUX Matériaux Courbes 1/2 Anisotr. / Écrouis. D2 D1 Conclusion Courbes de traction du cuivre 300,00 250,00 200,00 contraintes Même matériau avec avec une zone plastique différente (sens de laminage) 150,00 100,00 • Limite élastique variable • Retour élastique variable 50,00 sens laminage sens travers 0,00 déplacements Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Courbes de traction Planification Problématique Géométrie 2 matériaux différents avec même module d’Young, même limite élastique et même résistance à la traction mais avec un comportement plastique différent Process • Matériau 1 fragile risque de rupture Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie Matériau 1 Matériau 2 m e MATERIAUX • Matériau 2 ductile plus facile à travailler Matériaux Courbes 2/2 Anisotr. / Écrouis. Conclusion Même matériau après déformation plastique. • Le retour élastique évolue Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Coefficient d’anisotropie et d’écrouissage Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Analogie Coefficient d’anisotropie « r » Un r élevé apparaît donc comme favorable à la réalisation des pièces profondes en rétreint. Géométrie Process MATERIAUX Matériaux Un r élevé dénote la facilité avec laquelle un métal peut s’écouler sous l’action d’une traction ainsi que le fait que son épaisseur variera peu. Courbes Anisotr. / Écrouis. Conclusion Coefficient d’écrouissage « n » n donne une représentation de la capacité de consolidation du métal en traction. Cette consolidation joue un double rôle : – elle augmente le niveau de déformation que peut supporter le métal – elle permet surtout une meilleure répartition des déformations Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Conclusion Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas Les systèmes experts et les systèmes à bases de cas sont très lourds à mettre en place retour sur investissement hypothétique dans le cas du repoussage. Analogie Géométrie Process Matériaux CONCLUSION Paramètres Critères Proposition de ligne directrice à suivre : • Définition d’un objectif précis (diminution des rebuts de xx % à fin 200X) • Mise en place d’une organisation et d’un cadre de travail permettant d’améliorer : – La définition du process – Le suivi du process C’est dans ce contexte que l’on propose de mettre en place une base de donnée simple qui utilise les paramètres suivants. Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Paramètres Problématique Acteurs Systèmes experts Base de cas • Le matériau • L’épaisseur finale Analogie Géométrie • Le diamètre moyen Process Matériaux • Présence de parties coniques CONCLUSION Paramètres • Présence de parties cylindriques Critères • Taille du fond • Hauteur de pièce • Présence de petits rayons Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Page de garde Présentation Planification Problématique Acteurs Critères • Rapport du diamètre extérieur du flan sur le diamètre du mandrin indication sur la difficulté de la pièce à effectuer Systèmes experts Base de cas Analogie Géométrie Process Matériaux C1 = Diamètre flan / Diamètre mandrin • Rapport du diamètre du point de contact molette / flan sur le diamètre du mandrin indication sur la difficulté de la passe à effectuer CONCLUSION Paramètres Critères C2 = Diamètre flan / Diamètre contact • Les effets de raideur W = (Diamètre Flan / Diamètre Contact) / 2 I = BH3 / 12 + md2 • Prise en compte de l’épaisseur Intervient au cube dans les phénomènes de flambement C3 = ( Diamètre flan / Diamètre contact ) / Épaisseur Annexes PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON ANNEXES Stratégie Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos ANNEXES Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique La problématique Environnement CONCURENT B Système interne L’équipe projet Comité de pilotage CONCURENT A Risque de perte du savoir faire RETRAITE But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. GROUPE GABIS Raideur (Abaqus) Photos Arrêt de la filière de formation LYCEE CONDORCET Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique L’environnement concurrentiel Environnement Système interne L’équipe projet GENTHIAL 8 rue d’arsouval 69680 Chassieu Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. EUROPE REPOUSSAGE NUMERIQUE ZA les Bauches 8, chemin de l’industrie 38640 Claix VITAMETAL SFR 52, chemin de Genas 69 800 St Priest GROUPE GABIS Raideur (Abaqus) Photos BOURGEAT INDUSTIE BP 19 38 490 Les Arbets Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON SARE Le fond du bourg 69 870 Grandris Annexes STRATEGIE Problématique D Le système interne du projet M P L INSA Environnement Syst. interne 1/6 L’équipe projet Comité de pilotage PDG GABIALEX But à atteindre Direction Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Méthodes Production Expert INSA Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique Le système interne du projet D M P L INSA Environnement Syst. Interne 2/6 L’équipe projet Direction : Thierry De Saint Romain – Initiateur du projet Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils Ce que le projet va changer : – Aide à la décision – Aide au devis – Nouveaux moyens de suivi de production La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique Le système interne du projet D M P L INSA Environnement Syst. Interne 3/6 L’équipe projet Méthodes : – Olivier LHORTOLAT Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. Ce que le projet va changer : – Suivi de la capitalisation du savoir faire – Méthode de travail pour la définition des processus des nouveaux produits – Réaction en cas de problèmes Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique D Le système interne du projet M P L INSA Environnement Syst. Interne 4/6 L’équipe projet Production : – Sébastien BILLON-LANFRAY Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils Ce que le projet va changer : – Temps de réglages diminués – Suivi des rebuts – Réaction en cas de problème La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Responsable de Production partie composants S BILLON-LANFRAY Chef d’équipe 1 Vincent MORCILLO Ouvriers Tours Manuels Ouvriers Tours Commande Numérique Chef d’équipe 2 Alain CHARRETTON Ouvriers Tours Manuels Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Ouvriers Tours Commande Numérique Annexes STRATEGIE Problématique Le système interne du projet D M P L INSA Environnement Syst. Interne 5/6 L’équipe projet Professeur de la filière repoussage : Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges – Départ à la retraite en juin 2003 – Dernier professeur de repoussage en France Analyses risques Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique D Le système interne du projet M P L INSA Environnement Syst. Interne 6/6 L’équipe projet Comité de pilotage GMD GMC But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils La géométrie LaMCos M Querry (superviseur MIP2) Mme Meurisse (Contact & Lubrification) M Sabourin (Analogie avec P Vergne ( Lubrification ) l’emboutissage) Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Matériaux Photos M Chicois (Matériaux) INFORMATIQUE MIP2 M Théoul (superviseur) Sylvain Taton Lionel Scanff (Etudiants) Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique L’équipe projet Environnement Directeur Général Système interne L’équipe projet 1/2 Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Responsable Production Responsable Méthodes Chef d’équipe 1 MORCILLO Chef d’équipe 2 CHARRETTON Responsable … Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos INSA TATON SCANFF Ouvrier MARCHADO Groupe Projet Ouvriers Manuels Ouvriers Manuels Ouvriers CN Ouvriers CN Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Spécialiste Repoussage LEGUEREAU Annexes STRATEGIE Problématique L’équipe projet : Environnement Système interne L’équipe projet sera renforcée ponctuellement de : L’équipe projet 2/2 Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils La géométrie – – – – – – M Francis Sabourin : Analogie avec l’emboutissage Mme Emmanuelle Sallé : Abaqus et déformations M Jean Chicois : Matériaux Mme Meurisse : Contacts et lubrification M Phillipe Vergne : Lubrification M Olivier Herbeaux : Système expert Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique Le comité de pilotage : Environnement Système interne L’équipe projet Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Instance de décision – Directeur Général de GABIALEX – M Querry : Tuteur INSA GMC – M Théoul : Tuteur INSA GMC – Mme Meurisse : Tuteur INSA GMD Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Le système de pilotage : Des revues de projet sont prévues : – 11/04/03 à 9h00 – 15/05/03 à 14h00 – 27/05/03 à 16h00 – 17/06/03 à 9h00 Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique Le but à atteindre : Environnement Système interne Il s’agit d’analyser les mécanismes de déformation de matière et les conditions aux limites, afin d’ébaucher les bases nécessaires à la création d’un système expert pour le domaine du repoussage. L’équipe projet Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils La géométrie Résultats attendus fin juin 2003 • • Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos • Identification des paramètres influant le repoussage synthèse scientifique des phénomènes présents en repoussage et en fluotournage (la fluo-projection ne sera pas étudiée) ressenti de la méthodologie du système expert ou des possibles applications approchées La mise en place du système expert fera l’objet d’un projet ultérieur Aucune communication ne sera faite durant ce PFE Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique Les cahiers des charges : Environnement Système interne Les cahiers des charges fonctionnel (à quoi ça sert et les objectifs) et technique ( comment c’est fait) ne sont pas définis. c’est une étude préparatoire (pré-ébauche de cahiers des charges) L’équipe projet Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Analyses risques Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Les études économiques : • Aucune étude de budget n’a été réalisée sur : – Le coût de notre projet (investissement faible) – Le coût de la mise en place du système expert – Le coût de l’exploitation – Le retour sur investissement Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique Analyse des risques : Environnement Système interne L’équipe projet Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Les risques sont classés par niveaux 3 Je maîtrise 5 Je connais mais je ne maîtrise pas 15 C’est nouveau Anal. risques 1/3 Matériaux Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Risques environnement : – Approche scientifique faite par un concurrent 5 Action : aucune Le risque apparaît faible compte tenu de la taille des concurrents Risques clients : – Aucuns Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique Analyse des risques : Environnement Système interne L’équipe projet Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Anal. risques 2/3 Matériaux Les outils La géométrie Risques management : – Objectifs flous (pas de cahier des charges) Action : réunions de validation des objectifs 3 – Mauvaise implication des acteurs GABIALEX Action : attention aux gênes occasionnées par ce PFE qui n’a aucune retombées immédiate pour eux 5 – Relations INSA (Nombre d’interlocuteurs) Actions : définition précise des rôles circuits de communication 5 – Temps (court pour nous mais long pour les opérateurs) Actions : planification et objectifs réévalués pas de communication immédiate chez GABIALEX 3 Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes STRATEGIE Problématique Analyse des risques : Environnement Système interne L’équipe projet Comité de pilotage But à atteindre Cahiers charges Anal. risques 3/3 Matériaux Risques projet : – Techniques mal maîtrisées Action : Création d’une équipe d’experts Recherche de cas analogues Synthèse 15 – Retombées plus faibles que celles escomptées Action : pas d’actions pour l’instant puisqu’il n’y a pas d’objectifs chiffrés 5 Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Paliers Paliers Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Les aciers XE XES Le palier peut avoir pour conséquence la formation de défauts d’aspect, appelés vermiculure, dans les zones faiblement déformées des pièces embouties. Les inox Le mumetal L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos De plus, un long palier n’est pas favorable à l’emboutissage car n’assurant pas une bonne répartition des déformations. Il peut même être à l’origine de ruptures. Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Sensibilité à la vitesse Paliers Sensibilité vitesse Striction : Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton La force décroissant, les parties de l’éprouvette hors striction ne se déforment plus, ce qui reporte tout l’allongement sur la striction qui voit donc sa vitesse locale de déformation s’élever notablement. Les aciers XE XES Les inox Le mumetal Si la sensibilité à la vitesse du matériau est positive, cas du fer, la contrainte qu’il peut supporter croît, retardant ainsi la rupture. L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Les outils Pour les alliages d’aluminium, la sensibilité peut être positive (série 6XXX) ou négative (série 5XXX). Dans ce cas, l’allongement de striction est très réduit. La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Le plomb Paliers Le plomb utilisé est un plomb doux cuivré (98.8% de plomb) contenant de 0.03 à 0.06% de cuivre ainsi que d’autres impuretés comme l’étain, l’argent, ou le bismuth. Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Module d’Young : Coefficient de poisson : Limite élastique : Résistance à la traction : Le laiton Les aciers XE XES Les inox Le mumetal 13500 MPa 0.44 10 MPa 17 MPa L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) • • • • • Caractéristiques mécaniques médiocres Bonne résistance à la corrosion Bon isolant aux rayons X (blindage dans le domaine médical) Très sensible aux rayures et à l’incrustation d’impuretés Très sensible aux faux-ronds affranchir souvent Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX L’aluminium 1050 (alliages non trempant A5) Paliers Sensibilité vitesse • Différentes nuances obtenues par addition d’éléments tels que Mg, Mn, Fe, Si… et par différents jeux de durcissement par écrouissage et adoucissement par traitements thermiques • L’état O est un état recuit à plasticité maximale et dureté minimale. Il est obtenu par un simple recuit Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Les aciers XE XES Module d’Young : Coefficient de poisson : Limite élastique : Résistance à la traction : Elongation en % : Les inox Le mumetal L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Les outils La géométrie • 70000 MPa 0.33 35 Mpa 75 Mpa 47 % L’état H24 est obtenu par écrouissage puis par un traitement thermique de restauration. (Etat noté ½ dur) Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Module d’Young : Coefficient de poisson : Limite élastique : Résistance à la traction : Elongation en % : 70000 MPa 0.33 105 Mpa min 110 Mpa, max 145 MPa 8% Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Aluminium 6082, état O (A-SGM-0.7) Paliers Les éléments d’addition de cette série (6XXX) sont le manganèse et le silicium qui se combine pour donner le composé durcissant Mg2Si Caractéristiques mécaniques moyennes mais très bonne aptitude aux transformations à chaud comme à froid. Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton • L’état O est quant à lui obtenu par simple recuit. Module d’Young : 70000 MPa Coefficient de poisson : 0.33 Limite élastique : 85 Mpa max Résistance à la traction : 150 Mpa Allongement en % : min 18% • Caractéristiques mécaniques identique : Limite élastique : Résistance à la traction : Allongement en % : Les aciers XE XES Les inox Le mumetal L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) d’un échantillon de compositoin 72 Mpa 127 Mpa 36% Photos Même si les compositions chimiques sont précises les caractéristiques mécaniques peuvent varier Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Le Cuivre Paliers Sensibilité vitesse Le plomb Cuivre très peu allié ayant de bonnes caractéristiques mécaniques Très bonne faculté à être déformé à chaud mais aussi à froid. L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Les aciers XE XES Module d’Young : Coefficient de poisson : Limite élastique : Les inox Le mumetal L’aluminium 5754 Résistance à la traction : 125000 MPa 0.34 de 45 à 300 Mpa environ 110 MPa chez Gabialex min 210 Mpa, max 400 MPa, 220 MPa chez Gabialex Le titane Diagramme d’équil. Les outils La géométrie Analogie Emb. Le cuivre est constitué de très petits grains – Bonne faculté à se déformer. – Très sensible aux impuretés micro-fissures Raideur (Abaqus) Photos Ceci peut expliquer en partie le ressenti de certains repousseurs manuels qui trouvent que le cuivre se déforme énormément mais peut casser très brutalement. Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Le laiton Paliers Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Les laitons utilisés chez Gabialex contiennent 35 à 40% de zinc et 2 à 3% de plomb. Le plomb étant presque insoluble dans le laiton, il se dissémine en fins globules et, de part son bas point de fusion, fait office de lubrifiant. Bonne aptitude à la déformation Grande sensibilité à l’écrouissage fragile donc recuit intermédiaire Les aciers XE XES Les inox Le mumetal Ex :CuZn36Pb2 Module d’Young : Coefficient de poisson : Limite élastique : Résistance à la traction : 100000 MPa 0.34 125 Mpa 330 MPa Ex :CuZn39Pb2 Module d’Young : Coefficient de poisson : Limite élastique : Résistance à la traction : 100000 MPa 0.34 165 Mpa 410 MPa L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Les Aciers XE et XES Paliers Aciers non alliés à très faible teneur en carbone (- de 0.1%). X désigne l'état de surface E ou ES désigne la classe d'emboutissage Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Les aciers XE XES Les inox Le mumetal L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Valeurs indicatives : Module d’Young : Coefficient de poisson : Limite élastique : Résistance à la traction : • • • Les outils La géométrie • Analogie Emb. Raideur (Abaqus) 210000 MPa 0.3 250 Mpa 350 MPa Le manganèse augmente la trempabilité, la limite d’élasticité et la résistance. Le phosphore est un parasite de l’acier. Le souffre est une impureté de l’acier, qui génère de fortes ségrégations. Le sulfure de fer peut entraîner une rupture à chaud. Allié au manganèse, il se lie en sulfure de manganèse, beaucoup moins « dangereux » mécaniquement que le sulfure de souffre. Photos • Présentation Les aciers sont relativement sensibles au vieillissement. Leur repoussabilité diminue avec le temps. Ceci est dû à la migration lente d’atomes interstitiels. La courbe de traction, initialement sans palier, devient au cours du temps une courbe avec palier. PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Paliers Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Les aciers XE XES Les inox Les INOX INOX austénitiques. Deux nuances sont utilisées : ils sont difficiles à travailler 1.4307 (X2CrNi 18-9) 1.4301 (X2CrNi 18-10) 1.4307 : Module d’Young : 210000 MPa Coefficient de poisson : 0.3 Limite élastique : 300 Mpa Résistance à la traction : 640 MPa Le mumetal L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Valeurs moyennes mais variables selon les livraisons divergences de tolérances entre deux pièces repoussées Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos comportement du matériau en fonction de la température Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Le mumétal Paliers Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 Le mumétal est utilisés pour les blindages magnétiques, c’est un alliage de 80% de nickel, 5% de molybdène et environ 15% de fer. Il possède de très bonnes caractéristiques mécaniques. L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Les aciers XE XES Les inox Le mumetal Module d’Young : Coefficient de poisson : Limite élastique : Résistance à la traction : 200000 MPa 0.3 environ 300 Mpa 700 à 1000 MPa L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Il demande beaucoup de puissance pour être repoussé mais se repousse sans problème particulier. Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Aluminium 5754 Paliers Utilisés à chaud (350 C), lubrifiés a l’aide savon de Marseille Module d’Young : 70000 Mpa Coefficient de poisson : 0.33 Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Les aciers XE XES Les inox Le mumetal L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Les outils La géométrie • • • • • -5754 état H111 (AG3) La famille 5*** (alliage au Magnésium, manganèse et chrome) Alliages sans durcissement structural dits « non trempant » L’aptitude à la déformation de ces alliages est directement liée à la teneur en Mg. Caractéristiques mécaniques moyennes Bonne soudabilité, bon comportement en basses températures, bonne résistance à l’eau de mer et à l’atmosphère marine. On remarque que la teneur en Mg qui semble prépondérante en ce qui concerne l’aptitude au repoussage varie de façon significative. Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Les aluminiums de la série 5*** sont connus pour leur mauvaise résistance au vieillissement. Comme les aciers doux, leurs caractéristiques peuvent diminuer dans le temps. Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Le titane Paliers Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Il est reconnu pour ses bonnes caractéristiques mécaniques. Module d’Young : 100000 MPa Coefficient de poisson : 0.36 Limite élastique : environ 200 Mpa Résistance à la traction : 350 MPa Les aciers XE XES Les inox Le mumetal L’aluminium 5754 Le titane Diagramme d’équil. Les outils Densité de 40 % inférieure à celle des aciers au carbone mais résistance mécanique encore améliorée par addition d'éléments d'alliage tels que l'aluminium et le vanadium. Son aptitude à se passiver (par la formation d'un film protecteur d'oxyde) donne au titane une résistance exceptionnelle à la corrosion et aux attaques chimiques La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Repoussé uniquement à chaud. La température idéale correspondant à la coloration bleue dont il se teinte. Très élastique, il est délicat à repousser et nécessite un grand savoir faire pour l’obtentions de cotes précises. Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie MATERIAUX Diagramme d’équilibre Paliers Sensibilité vitesse Le plomb L’aluminium 1050 L’aluminium 6082 Le cuivre Le laiton Les aciers XE XES Les inox Le mumetal L’aluminium 5754 Le titane Diag. d’équi. Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie Matériaux Les outils LES OUTILS Les outils Rayon de molette La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Boule à gonfler Cuillère Brunissoir Les molettes sont utilisées pour limiter les frottements. Elles sont de diamètres et de rayons différents suivant les besoins. Elles sont généralement en aciers, sauf pour les opérations de lissage où elles sont en nylon Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie Matériaux Rayons et diamètres de molettes LES OUTILS Les outils Rayon de molette La géométrie Analogie Emb. Regardons les composantes d’efforts dans le matériau pour un petit et un grand rayon de molettes soumis au même effort vertical. Raideur (Abaqus) Photos La pression étant normale au contact, la matière flue sur les cotés avec le petit rayon tandis qu’elle est « écrasée » par le grand rayon. Un grand rayon risque d’entraîner un bourrelet devant la molette et donc un gonflement de la pièce. Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie Matériaux Les effets d’inertie Les outils LA GEOMETRIE Effets d’inertie Influence épaisseur Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Les effets centrifuges provoquent un agrandissement du diamètre du flan mais les contraintes engendrées sont du second ordre. Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie Matériaux Influence de l’épaisseur Les outils LA GEOMETRIE Effets d’inertie Influ. épaisseur Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Influence de l’épaisseur : La résistance au flambement d’une tôle varie pratiquement comme le cube de son épaisseur. C’est-à-dire que la naissance des plis va être extrêmement sensible à celle-ci. Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Analogie avec l’emboutissage Stratégie Matériaux Les outils La géométrie Rapports d’emboutissage de quelques alliages d’aluminium (1) ANALOGIE EMB. Rapport Emb. Courbes Lim. Emb. Rapport d’emboutissage (2) No de la passe 1050 A 1200 Raideur (Abaqus) 5005 (3) 5754 X 5086 Photos 1re 1,55 à 2,2 1,55 à 1,8 1,55 à 2 1,55 à 2 2e 1,25 à 1,65 1,2 à 1,55 1,25 à 1,65 1,25 à 1,65 Recuit 3e 1,1 à 1,25 1,1 à 1,2 1,1 à 1,25 Recuit 1,4 à 1,8 4e 1,1 à 1,25 1,05 à 1,1 Recuit 1,4 à 1,8 1,2 à 1,4 Recuit 5e 1,05 à 1,1 1,35 à 1,65 1,2 à 1,55 6e 1,05 à 1,1 Recuit 1,1 à 1,4 1,05 à 1,2 Recuit 5056 A 1,55 à 2 Recuit 1,2 à 1,4 Recuit 1,35 à 1,65 Recuit 1,25 à 1,55 Recuit (1) Rapport d’emboutissage (2) D’une façon générale, les emboutis ne sont pas recuits après emboutissage. Toutefois, lorsqu’une case du tableau comporte le terme Recuit, cela signifie qu’il faut recuire si l’on veut poursuivre l’emboutissage. (3) Dans le cas de cet alliage, une 7e passe pourrait certainement être effectuée. Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie Matériaux Analogie avec l’emboutissage Les outils La géométrie ANALOGIE EMB. Rapport Emb. Courb. Lim. Emb. Raideur (Abaqus) Photos Graphe de déformations Courbes limites de formage Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie Matériaux Raideurs / Programme ABAQUS Les outils La géométrie Analogie Emb. RAIDEUR (Abq) 1/3 Photos On construit une ligne constituée de 100 éléments et 101 nœuds. On indique que c’est un problème axisymétrique et on obtient ainsi le flan circulaire. Le nœud 1 est bloqué sur ses 6 degrés de liberté. On applique un déplacement de 10 mm sur le nœud souhaité ce qui correspond à un déplacement annulaire sur le rayon correspondant. 1 50 Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON 101 Annexes Stratégie Matériaux Les outils La géométrie Raideurs / Programme ABAQUS 0 0 Analogie Emb. -10 RAIDEUR (Abq) 2/3 -15 Photos 20 40 60 -5 80 100 120 déplacement à 90 mm 0 -2 0 20 40 60 -4 80 100 120 déplacement à 70 mm -6 -8 -10 -12 0 0 20 40 60 -5 80 100 120 déplacement à 50 mm -10 -15 0 0 20 40 60 -5 80 100 120 déplacement à 30 mm -10 -15 0 0 20 40 60 -5 80 -10 -15 100 déplacement à 10 mm W Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON 120 Annexes Stratégie Matériaux Les outils Raideurs / Programme ABAQUS 0 0 La géométrie Analogie Emb. -10 RAIDEUR (Abq) 3/3 -15 Photos 20 40 60 80 -5 100 120 déplacement à 90 mm 0 0 20 40 60 80 -5 100 120 déplacement à 70 mm -10 -15 0 -5 0 20 40 60 80 100 120 déplacement à 50 mm -10 -15 -20 0 0 20 40 60 80 -5 100 120 déplacement à 30 mm -10 -15 0 0 -5 20 40 60 80 100 120 déplacement à 10 mm -10 -15 Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON Annexes Stratégie Matériaux Photos Les outils La géométrie Analogie Emb. Raideur (Abaqus) Photos Présentation PFE Repoussage Lionel SCANFF – Sylvain TATON
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