Aujourd’hui, dans le domaine de l’ingénierie de la caisse automobile, les principaux matériaux utilisés sont les aciers à haute et à très haute limite élastique ainsi que l’aluminium. Ces matériaux permettent aux constructeurs de concevoir des véhicules plus légers tout en respectant des règles de plus en plus exigeantes au niveau de la sécurité. En revanche, l’utilisation de ces matériaux représente de nouveaux défis. Les pièces mises en forme à partir d’acier à haute ou très haute limite élastique ou d’aluminaium sont plus sensibles au retour élastique que les pièces en acier conventionnel. De plus, afin de rester compétitifs, les ingénieurs doivent trouver des solutions pour réduire les délais de conception et de production des pièces et des outils. L’ingénierie moderne relève ces défis grâce à la simulation d’emboutissage.
La simulation d’emboutissage est utilisée pour vérifier les problèmes de formabilité, tels que ruptures et plis. Auparavant, les analyses de ruptures et de plis se concentraient principalement sur l’étape d’emboutissage. Ces dernières années de nouveaux critères de qualité plus avancés sont apparus – un des plus importants étant le retour élastique. L’analyse du retour élastique, et sa contre-mesure la compensation du retour élastique, sont régulièrement mis en œuvre dans l’ingénierie de la caisse automobile. L’expérience a montré que la compensation n’est pas une opération simple. Pour obtenir une compensation efficace, plusieurs prérequis sont indispensables.
L’ensemble des prérequis inclut la faisabilité du retour élastique : l’analyse de cette faisabilité assure que le process défini permet une compensation efficace, sans création de contre-dépouille dans l’outil d’emboutissage, et sans que la formabilité globale ne soit compromise. La dernière version des logiciels AutoForm, AutoFormplus R5.2 permet de compenser la géométrie de la pièce en amont du process d’ingénierie.
Au cours de la phase de faisabilité avancée du process d’ingénierie, un plan process simple est défini : il prend en compte l’emboutissage, toutes les opérations secondaires et le retour élastique, tout en se concentrant sur l’opération d’emboutissage. Un concept est défini pour les surfaces de la matrice d’emboutissage afin de vérifier que la pièce est réalisable. Lorsque le process de formage complet est déterminé, le retour élastique final peut être calculé.
Ce premier résultat de retour élastique en sortie de process complet est utilisé pour compenser la géométrie théorique initiale de la pièce. A partir de cette géométrie de pièce compensée, la géométrie de la matrice d’emboutissage est mise à jour automatiquement et, si nécessaire, des ajustements peuvent être directement apportés à la surface ou au process. Le problème majeur réside dans l’éventuelle apparition de contre-dépouilles dans la matrice d’emboutissage, provenant d’une grande différence entre la géométrie de la pièce compensée et la géométrie d’origine. Afin d’éviter les contre-dépouilles, on peut par exemple adapter la balance. Il faut ensuite vérifier qu’aucun nouveau problème de formabilité n’apparait suite à la modification du process et la compensation de la matrice d’emboutissage.
Cette approche assure un process fiable qui permet d’obtenir une compensation efficace. De ce fait, les délais et les coûts sont réduits de façon significative et les risques de modifications ultérieures lors de la conception sont minimisés. De plus, la qualité de la pièce et celle de l’outil sont améliorées.