Productique : de nouveaux matériaux pour pièces mécaniques et un système de serrage autonome

 

Le Centre allemand pour la recherche aérospatiale (DLR) travaille, par l’intermédiaire de deux instituts du campus ARENA 2036 [1] de Stuttgart (Bade-Wurtemberg), au développement de nouveaux matériaux pour pièces mécaniques et à la mise en oeuvre de nouvelles techniques de fabrication. Les premiers travaux de recherche ont été officiellement lancés en juillet 2013. Les Instituts de conception de véhicules et de recherche en construction sont impliqués dans deux des quatre projets initiaux.

Une des pistes actuellement étudiées consiste, en plus d’une utilisation massive de matériaux plus légers tels que les matériaux composites renforcés aux fibres de carbone, en l’intégration de fonctions directement sur la pièce. Gundolf Kopp, directeur du groupe de recherche en pièces mécaniques à l’Institut de conception de véhicules du DLR, indique : « L’idée d’intégration de fonctions repose sur le principe de rassemblement de plusieurs fonctions dans une seule pièce afin d’alléger l’objet fini et de simplifier le montage et la logistique. »

L’autre piste correspond à l’intégration de ces pièces plus légères utilisant des matériaux nouveaux, dans une chaîne de montage. Dans cette optique, les chercheurs du DLR étudient dans un premier temps les propriétés de ces nouveaux matériaux. Christof Kindervater, sous-directeur de l’Institut de recherche en construction du DLR, résume cette démarche :  » Nous pouvons, avec ces études, donner des informations importantes telles que certaines grandeurs caractérisant la résistance ou la rigidité, les énergies libérées en cas d’accident, ainsi que les meilleurs procédés de mise en oeuvre. »

Un système de serrage pour machines-outils

Le serrage des pièces sur une table de machine-outil, ainsi que toute la partie de mise en position est une opération souvent manuelle. Ces temps non-productifs représentent une part importante des coûts de fabrication d’une pièce. C’est pourquoi les chercheurs de l’Institut Fraunhofer des technologies de production (IPT) d’Aix-la-Chapelle (Rhénanie du Nord-Westphalie) travaillent sur un système autonome de serrage disposant surtout d’une bonne répétabilité.

Le système se compose de quatre circuits hydrauliques qui, grâce à une pression constante, alignent la pièce et la serrent. Selon les chercheurs, une répétabilité précise à dix micromètres est atteinte ainsi qu’un temps de serrage réduit à moins d’une dizaine de secondes. Ils précisent aussi que de cette manière, le positionnement de la pièce, au sein du système de serrage, est libre de toute ambiguïté et de ce fait propose un référentiel pour l’ensemble de la chaîne de production.

Les systèmes de serrage sont cependant différents pour chaque type de pièces. Il faut donc les adapter, les chercheurs étant convaincus de la transférabilité de leur concept. Ils envisagent désormais de travailler avec des partenaires industriels pour mettre en oeuvre cette technique. Les partenaires pourraient être d’autant plus intéressés que la simplification de certaines opérations d’usinage pourraient leur permettre de ne plus sous-traiter, et donc d’économiser des coûts.

 

Pour en savoir plus, contacts :

– [1] Pour en savoir plus sur le campus ARENA 2036, voir le bulletin électronique « Dix « Campus de recherche » pour l’Allemagne », BE Allemagne n°585 – 05/10/2012 – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/71109.htm
– Gundolf Kopp, de l’Institut de conception de véhicules du DLR – tél. : + 49 711 6862 593 – email : gundolf.kopp@dlr.de
– Roman Kalocsay, de l’Institut Fraunhofer des technologies de production – tél. : +49 241 8904 427 – email : roman.kalocsay@ipt.fraunhofer.de

 

Sources :

– « Forschungscampus ARENA2036: DLR entwickelt mit Partnern Leichtbaukonzepte und Produktionstechniken für das Auto der Zukunft », communiqué de presse du DLR – 28/08/2013 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/VVDmG
– « Einlegen und loslegen – selbstausrichtende Spanntechnik für die hocheffiziente Serienproduktion », communiqué de presse de l’IPT – 02/09/2013 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/5mS9y

 

Rédacteurs :

Grégory Arzatian, gregory.arzatian@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr