Méthodologie pour la mise en place de modèles de pilotage du processus de forgeage à partir de facteurs influents : application à la réalisation de préformes de pièces estampées.

L'estampage d'une pièce de grande taille est souvent précédé d'une opération de répartition de la matière effectuée par forgeage libre. L'ébauche et sa gamme de mise en forme sont conçues de façon à obtenir une pièce finale sans défaut malgré les variabilités du processus. Ces dernières concernent le lopin initial et les conditions de mise en forme. Dans la pratique ceci consiste à prendre une marge sur le volume initial du lopin (mise au mille), ce qui entraîne une augmentation de la consommation de matière et d'énergie pour la mettre en œuvre. Les travaux de thèse visent à modéliser l'effet des variabilités du processus de manière à les intégrer dans l'optimisation des dimensions du lopin et des paramètres de mise en forme.Dans ces travaux, l'étude de la gamme de mise en forme a été scindée en deux : d'une part le forgeage libre de l'ébauche et d'autre part l'estampage.La méthodologie déployée débute par une phase de recensement de l'ensemble des facteurs d'influence potentiels. Une étude de sensibilité permet ensuite de les hiérarchiser en fonction de leur impact sur les grandeurs d'intérêt. Les paramètres principaux sont alors retenus comme entrées pour une étape de modélisation. Le modèle construit permet de prédire les valeurs des grandeurs d'intérêt en fonction des facteurs les plus influents.La multiplicité des facteurs d'influence et la diversité de leur nature est un verrou. Afin de réaliser le recensement le plus exhaustif possible, une méthode décrivant le processus de manière séquentielle avec l'ensemble des ressources et consignes utilisées a été appliquée.L'étude de sensibilité ne peut pas être menée de façon expérimentale compte tenu de contraintes industrielles liées au manque de contrôle sur certains paramètres, à l'instrumentation et à l'environnement (température, masses). Elle a donc été réalisée par simulation numérique par éléments finis. Une campagne expérimentale a été réalisée pour évaluer et valider les performances du modèle numérique développé.La modélisation du processus a été réalisée à partir d'un plan d'expérience numérique. Compte tenu du nombre de facteurs d'influence retenus celui-ci a été généré selon un tirage hypercube latin. Une interpolation polynomiale sans terme d'interaction a permis d'obtenir une surface de réponse satisfaisante suivant les précisions requises.Le modèle obtenu a été mis en œuvre pour l'adaptation des cotes de forge aux dimensions initiales du lopin : pour réaliser la pièce à partir de formats de lopins différents (agilité des approvisionnements) ou pour s'adapter aux dimensions individuelles mesurées de chaque lopin.La méthodologie mise en place s'adapte au processus de forgeage libre qui met en jeu un grand nombre de paramètres d'influence de natures variées. Il reste toutefois à appliquer la méthodologie au processus complet de mise en forme incluant la phase d'estampage. A plus long terme il serait également intéressant de l'éprouver sur des gammes de forgeage libre plus complexes incluant notamment un plus grand nombre de coups.