Processus de formage utilisant une forme de flan optimale. Crédit :Université de Kanazawa
Le processus d'emboutissage de tôles pour créer des pièces utilisées dans les produits automobiles tels que les portes de voiture a reçu une mise à niveau virtuelle sous la forme d'une méthode de simulation conçue par des chercheurs de l'Université de Kanazawa. Leur simulation permet d'optimiser une presse d'emboutissage des métaux dans sa phase de conception, réduisant ainsi les coûts d'essais physiques des conceptions. Cette méthode est non seulement rentable, mais aussi plus complet que les méthodes de simulation antérieures.
Pour améliorer la consommation de carburant, Les constructeurs automobiles cherchent de plus en plus à fabriquer des voitures en utilisant des matériaux plus légers que l'acier traditionnel. L'acier à haute résistance est considéré comme une alternative légère, mais lorsque des tôles d'acier à haute résistance sont embouties pour fabriquer des pièces automobiles, ils sont plus susceptibles de se plier, larme, ride, ou devenir trop fines par endroits par rapport aux pièces en acier traditionnel.
Dans un marché automobile concurrentiel, il est plus important que jamais de réaliser des simulations en amont pour optimiser les outils avant de les construire et de les tester. Autrement, les outils peuvent devoir être modifiés au cours d'une longue et coûteuse période d'essais et d'erreurs jusqu'à ce qu'ils puissent fabriquer avec succès des pièces de haute qualité. De nombreux composants de l'outil ont un effet sur le produit final et pourraient donc être optimisés via des simulations; cependant, les simulations actuelles ne sont pas exhaustives et prennent rarement en compte la forme du pochoir d'estampage (appelé "forme vierge") que la tôle est perforée pour former la forme souhaitée. En outre, de nombreuses recherches dans ce domaine se concentrent sur l'emboutissage de formes simples en barres ou en U.
Trajectoire de force du serre-flan variable optimale. Crédit :Université de Kanazawa
« Nous avons simulé l'emboutissage de formes en S dans la tôle. Contrairement aux formes en U, l'emboutissage des formes en S peut entraîner la déformation des pièces métalliques, nous permettant d'étudier les moyens de réduire le retour élastique de torsion, ", explique Ryoto Ishizuki, co-auteur de l'étude.
Les chercheurs ont mis au point une nouvelle façon de réduire la torsion des tôles en optimisant la forme de l'ébauche tout en minimisant le déchirement et le froissement de la tôle. Ils ont également simulé la force à utiliser pour maintenir la tôle en place dans ce que l'on appelle le « support de flan » et comment elle doit être modifiée pendant le processus de poinçonnage pour obtenir les meilleurs résultats.
"L'optimisation approchée séquentielle à l'aide d'un réseau de fonctions de base radiale nous a permis d'optimiser efficacement la forme de l'ébauche et la trajectoire de force du porte-ébauche variable, " dit le premier auteur Satoshi Kitayama.
Réduire la propension des pièces en acier à haute résistance à se tordre et à se déformer après avoir subi un emboutissage est une préoccupation majeure dans l'industrie automobile. Les résultats de cette étude devraient donc augmenter considérablement la qualité des pièces métalliques embouties.
