Sujets abordés à l’atelier de rencontres du 20 octobre (fonderie-fabrication additive-simulation)

Parmi les nombreuses questions abordées lors de l’atelier de rencontres du 20 octobre sur « fonderie-fabrication additive-simulation, retours d’expérience en aéronautique, on peut faire ressortir les suivantes qui sont à prendre comme des sujets de réflexion et non un rapport d’expertise de MICADO (document public) :

Questions générales :
En terme de caractéristiques mécaniques, quel est le rapport entre pièce usinée et pièce réalisée par le procédé de fonderie ? Y a-t-il eu des modifications car à une époque nous parlions d’un ratio de 1,3 pour la fonderie.
Il est vrai que les caractéristiques mécaniques vis-à-vis de la densité sont moins favorables pour les produits réalisés par la fonderie. Cependant, nous réalisons de nombreuses avancés pour pallier cet écart. Nous pouvons même obtenir des ratios de l’ordre de 1,15 / 1,10 en jouant sur le procédé de transformation ainsi que sur la composition chimique de la matière (voir également réponse Sogeclair à la fin de ce document)
Qu’en est-il de l’état de surface ?
Le produit réalisé par le procédé de fonderie n’aura jamais un état de surface comme celui sortant d’une machine à commande numérique. Cependant, de nombreux travaux sont également en cours pour caractériser cela et limiter les porosités induites par la fonderie.
Quels sont les possibilités de modélisation ? Peut-on prendre en compte un environnement complet ?
Aujourd’hui un environnement assez complet peut être pris en compte dans la modélisation : Gestion des contacts, Calcul multi-physique, Calcul avec précontrainte, succession de calcul avec prise en compte de l’état initiale du calcul précédent, Optimisation multi-critères, ….

Pour l’exemple Ventana :
100% de vos pièces sont-elles contrôlées ?
Oui, nous réalisons un contrôle sur chacun des moules pour la réalisation de culasse de moteur.
Quels sont les principaux défauts et quels sont les freins que vous rencontrez lors de l’utilisation de la Fabrication Additive ?
– Répétabilité du procédé
 – Coût
 – Stratégie de positionnement, la masse et sa répartition sur les supports peut influencer sur la géométrie globale de la pièce
-  Les donneurs d’ordres veulent obtenir un maximum de données concernant le process de fabrication (confidentialité délicate dans les projets FA)
La rugosité est-il un défaut trop important pour le domaine de l’aéro ?
Il existe des post-traitements permettant de limiter au maximum les impacts.
 VENTANA a réalisé des essais mécaniques concernant des pièces en (Alu – Magnésium) Fonderie vs FA. L’impact de la porosité est très limité voire inexistante.
Bien sûr pour les moules avec des traitements du type poli miroir cela n’est pas si évident.
Pouvez-vous proposer le prix des culasses d’avion (projet VintAir) moins cher que les 10 000€ de vente concernant l’achat d’un ancien bloc moteur.
Aujourd’hui nous ne sommes pas capables de proposer le produit en dessous du prix du marché d’occasion. Par contre, il est à noter que la pièce culasse moteur est neuve et qui est de plus en plus difficile de retrouver ce type de pièce.

Pour l’exemple Sogeclair
Votre solution d’optimisation topologique répond-elle directement à une utilisation dans un contexte industriel.
Oui :
• Prise en considération des facteurs de sécurité
• Prise en considération de la différence entre matériau de fonderie et matière usinée :  Aujourd’hui les progrès dans le domaine de la fonderie permettent de garantir un ratio de 1,10 voire 1 selon les objectifs et les conditions d’utilisation.
• Différents calculs associés :
o Optimisation topologique
o Calcul modal
o Calcul en fatigue : Nous savons qu’aujourd’hui dans le domaine aéronautique pour les pièces de type « E » sécurité les normes nous obligent à garantir un cycle de 60 000 selon des sollicitations déterminées.
• Pour rappel nous utilisons le matériau AS7G06-T6 qui est un matériau normé et autorisé dans l’utilisation aéronautique.
Quels sont les différents paramètres utilisés pour obtenir une optimisation permettant de répondre aux problématiques mécaniques et de process ? Vous avez également parlé de la partie reconstruction CAO, avez-vous utilisé la solution de polyNURBS vu la forme organique de votre produit ? Une question en suspens pour les éditeurs de logiciel ici présents : y a-t-il des travaux pour automatiser au maximum la reconstruction CAO par rapport à un résultat d’optimisation ?
Pour les paramètres nous avons joué sur de nombreux paramètres :
• Maillage
• Objectifs :
o Réduction de masse
o Rigidité (compliance)
o Déplacement max
o Contraintes max
o Epaisseur min/max
o Pénalisation (pour diminuer le nombre de ramifications)
• Effectivement pour la reconstruction nous avons utilisé la technologie Polynurbs dans un module directement présent dans l’outil Catia. : Quick surface reconstruction
Avez-vous réfléchi aux opérations de maintenance ou de réparation sur un tel produit ?
Oui, effectivement nous avons eu une réflexion sur des éventuelles opérations de maintenance et de réparation et aujourd’hui, il est clair qu’il n’y a rien de possible avec un tel produit. L’objectif principal était de proposer un produit en rupture technologique vis-à-vis des solutions déjà existantes.