Définition des paramètres:

Ne connaissant pas en détail les conditions associées au processus, nous avons décidé, pour ce projet d’industrialisation d’un couvercle, d’adopter des valeurs inférieures par rapport à celles qui seront utilisées dans la réalité, ce qui nous permet de disposer d’une marge d’amélioration. Pour la température du métal, une valeur de 650°C a été prévue pour l’intérieur de la chambre après la coulée. Pour la seule étude de coulée, sans la présence du moule réel, nous avons en revanche fixé la température des matrices à 200°C. Parce que nous n’avons pas effectué d’étude thermodynamique complète et que nous ne pouvions donc pas nous baser sur un mappage correct, nous avons choisi de calculer les résultats par approximation en utilisant une température moyenne. En revanche, dans le cas de la simulation du moule réel, nous avons simulé les valeurs thermiques de chaque circuit, qui peut être à base d’eau ou d’huile selon les besoins. Le but était de disposer de matrices à 230/250°C.

L’intervention

Nous avons d’abord mené une étude de la coulée. Sur la base de notre expérience, il a été décidé d’utiliser une vitesse aux embouts comprise entre 40 et 45 m/s, une valeur qui est à la fois pas trop élevée afin d’éviter les problèmes d’usure prématurée du moule, mais aussi pas trop basse pour que le matériau ne se refroidisse pas trop rapidement, de sorte que des gouttes froides se forment sur la pièce. Dans ce cas aussi, afin de disposer d’une marge d’amélioration dans la machine, nous avons choisi de maintenir une vitesse de 2e phase qui ne dépasse pas 3,5 m/s.

Nous sommes ensuite passés au calcul de la pression spécifique et de la presse et, en prenant également en compte des paramètres de sécurité appropriés, avons déterminé la presse nécessaire. Le volume du jet, le diamètre du piston et les données relatives à la presse utilisée nous ont ensuite permis de calculer le taux de remplissage. Une fois les paramètres définis, nous sommes passés à la simulation et aux tests de température, de vitesse, de trace de matière et de pression d’air. Suite à l’analyse des résultats, nous avons apporté quelques modifications, notamment sur les embouts, et avons testé une seconde version du moule avant d’obtenir le résultat souhaité.

Les résultats

Plus particulièrement, l’analyse du premier modèle a montré la tendance du métal à remplir d’abord la zone centrale de la pièce et seulement ensuite l’extérieur. Nous avons donc décidé d’élargir légèrement les embouts pour rendre le remplissage plus homogène. Dans ce deuxième modèle, les valeurs de vitesse et de température se sont révélées correctes et le remplissage s’est amélioré. Une autre intervention a donc été décidée consistant à positionner les cuves et deux orifices de refroidissement (35 mm²) sur les deux zones où se produisent les pics de pression les plus élevés. Avec ces modifications, le résultat obtenu est positif. Sur certaines zones, il ne restait que de petits pics de pression, qui auraient de toute façon fait l’objet d’une nouvelle vérification avec une simulation de la pièce industrialisée.

À ce stade, nous avons vérifié la déformation et le processus simulé a montré une déformation régulière de la pièce avec les dimensions de coulée maximales.