La conception du process de formage de tôle devient de plus en plus complexe. Cette difficulté est non seulement due à la complexité accrue des géométries des pièces embouties, mais également aux nombreuses applications des aciers à haute limite élastique. De plus, le marché très compétitif actuel requiert des pièces embouties de grande qualité et produites dans un délai toujours plus court. Tenant compte de ces nouveaux défis de l’industrie automobile, AutoForm Engineering a développé une approche innovante d’amélioration systématique du process de formage. Cette approche systématique apporte une certaine transparence au process de formage, en permet une meilleure compréhension, prend en compte la robustesse de ce process et offre des délais de développement et de mise au point plus courts. L’ingénierie gagne en efficacité en répondant et résolvant les problèmes de fabrication clés avant même de lancer la production.
La simulation d’emboutissage permet aux utilisateurs de détecter des problèmes tels que des plis ou des casses sur les pièces, très en amont dans le développement du process de formage. Au cours de la conception des outils et du process, de nombreux paramètres peuvent être définis, tels que les rayons de la pièce, la géométrie du serre-flan, la géométrie de l’habillage, l’utilisation et la position des joncs, l’effort serre-flan, la lubrification etc. Les décisions, en ingénierie, sont majoritairement basées sur les standards de l’entreprise et l’expérience, et elles ont une influence directe sur la qualité du process de formage. Il est important d’identifier quels paramètres de conception influencent la qualité de la pièce et dans quelle mesure. De multiples simulations d’emboutissage sont alors lancées automatiquement. Au cours de ces simulations, les paramètres de conception sont modifiés pendant que les utilisateurs continuent de se concentrer sur les objectifs de qualité établis pour la pièce emboutie. Cette qualité cible peut être spécifiée par rapport à une ou plusieurs variables de résultats de la simulation, par exemple pas de pli, pas de rupture ou un tendu suffisant. Ainsi, les paramètres de conception qui ont le plus d’influence sur la pièce emboutie peuvent être identifiés dès l’étape de conception de l’outil et du process, permettant aux hommes métier de faire les modifications nécessaires, contribuant de fait à l’amélioration systématique de processen déterminant le meilleur jeu de valeurs pour les variables sélectionnées afin d’obtenir un process faisable.
La conception process doit être non seulement faisable, mais aussi robuste. Dans la production quotidienne, des pièces produites sans soucis la veille peuvent présenter des problèmes le lendemain dans les mêmes conditions de production. Cela est dû au «bruit » naturel et aux variations du process de formage. L’analyse de robustesse sert à analyser l’influence des variables de bruit sur le process de formage. Pour cette analyse, l’utilisateur définit une variation pour chaque variable de bruit sous forme d’une valeur moyenne et de la déviation standard correspondante. A partir de cette variation, plusieurs simulations sont lancées automatiquement. Toutes les simulations sont analysées en mettant l’accent sur la qualité qui dépend des variables de bruit. Dans l’analyse de robustesse, il est possible de vérifier si un process de formage fournit des résultats stables sous l’influence de bruits communs à différents paramètres. L’analyse de robustesse tient compte du bruit et de la variabilité inhérents au process de formage qui reflète ainsi mieux l’état de fabrication réel.
Au lieu de réaliser les tâches d’amélioration systématique de process et de robustesse à la suite, ces tâches peuvent désormais être combinées en une seule analyse appelée amélioration systématique de process avec bruit. Cette analyse tient directement compte de la variation du résultat causée par les variables de bruit lorsqu’elle identifie les meilleures valeurs de variables de conception possibles.
L’image illustre les différentes fenêtres de process faisables, en tenant compte, ou non, du bruit. Dans le cas de l’analyse de l’amélioration systématique de process seule, la courbe noire représente la variation de la variable de résultat en fonction de la variation de la variable de conception. Les résultats situés sous la limite supérieure remplissent les critères de qualité. Cette image montre qu’il est possible d’obtenir un process faisable à la fois pour des valeurs petites et grandes de la variable de conception (parties vertes dans le premier bandeau). Au cours de l’analyse de l’amélioration systématique de process avec bruit, les variables de conception et de bruit varient simultanément. Le résultat en est représenté par la zone jaune de part et d’autre de la courbe noire. Pour les petites valeurs de la variable de conception, le process se révèle très sensible au bruit et le résultat se disperse au-dessus de la limite supérieure. Pour ces valeurs de la variable de conception, le process n’est pas robuste. Pour les valeurs hautes de la variable de conception, le comportement est moins sensible et les résultats restent sous la limite supérieure. Ainsi, pour les valeurs hautes de la variable de conception (partie verte dans le second bandeau), le process ne remplit pas seulement les critères de qualité, mais il est aussi robuste.
L’amélioration systématique de process avec bruit permet à l’utilisateur de développer un process de formage plus rapidement et de façon beaucoup plus fiable. Cette méthodologie est caractérisée par sa grande standardisation car elle réduit l’approche par « tâtonnement » de l’optimisation manuelle et génère un process robuste, nécessaire pour la mise au point et la phase de fabrication. Aucun autre logiciel sur le marché n’utilise cette approche qui peut être aussi bien utilisée par des utilisateurs expérimentés que par d’autres plus novices en la matière. L’amélioration systématique de process avec bruit assure un process de fabrication stable et efficace tout en répondant aux objectifs de qualité souhaités. Une production stable est une condition sine qua non pour une production rentable.