Malgré des écarts dimensionnels significatifs de certains composants - l'ensemble était composé de 30 pièces individuelles - un fournisseur de niveau 1 pour les fabricants automobiles européens a pu réaliser une assemblage de structure brute conforme aux dimensions. Cela prouve que la simulation de la structure brute peut être utilisée de manière innovante pour résoudre avec succès des défis complexes dans l'assemblage de la structure brute.
Un composant de base d'une épaisseur de seulement 0,65 mm en acier doux (similaire au composant montré sur l'image 1) représentait un défi considérable pour le fournisseur. La simulation du processus de formage pour ce composant de base a montré que le composant était nettement en dehors des spécifications. Alors que la tolérance de retour admissible était de ±0,5 mm, le composant avait un retour de 6 à 7 mm, et même jusqu'à 11 mm de l'autre côté. Ainsi, l'écart dépassait la limite admissible de plus de dix fois.
Cette différence critique a été confirmée plus tard par les premiers essais d'outils. Au départ, il semblait qu'une nouvelle conception du composant ou un ajustement de l'outil était la seule solution, mais le retour inhabituellement élevé a entraîné d'autres défis.
Les professionnels expérimentés savent que des composants respectant leurs tolérances ne garantissent pas nécessairement un assemblage conforme. Même si toutes les pièces individuelles respectent les tolérances spécifiées, le résultat d'assemblage peut néanmoins être en dehors des limites admissibles. Avant d'apporter des modifications au composant ou à l'outil, l'équipe d'ingénierie du fournisseur a décidé de réaliser une simulation de la structure brute avec le composant en dehors des spécifications. L'objectif était de vérifier si, malgré les écarts significatifs du composant de base, un ensemble pouvait être atteint dans les tolérances requises.
Des solutions de simulation modernes comme AutoForm permettent la création d'ensembles virtuels à partir d'une multitude de composants, même si ceux-ci ont été fabriqués par différents procédés de fabrication, tels que le formage de tôle ou le formage à chaud ainsi que le formage par rouleaux. Étonnamment, la simulation de la structure brute a montré que l'ensemble total respecterait les spécifications requises, bien que le composant de base lui-même soit nettement en dehors des tolérances admissibles.
Cette découverte a ouvert une toute nouvelle voie de solution et a d'abord rendu superflues d'importantes modifications d'outils. Pour garantir la fiabilité des résultats, le client a ensuite effectué trois étapes essentielles pour valider la simulation.
Dans la première étape, l'équipe d'ingénierie a simulé le processus réel d'assemblage de la structure brute sur la base des géométries nominales. Dans la deuxième étape, l'équipe a augmenté la précision de l'analyse en remplaçant les données CAD-0 par les résultats réels des simulations de formage. Dans la dernière étape, les résultats de la deuxième phase ont été validés. Pour cela, l'équipe d'ingénierie a utilisé les géométries réelles des composants, qui avaient été capturées à l'aide de scans 3D.
Le succès de la simulation a été suivi d'un succès pratique, car la simulation de la structure brute avait prédit avec précision les résultats réels : une correction du retour de certains composants n'était pas nécessaire pour garantir un assemblage réussi. Des mesures sur l'ensemble de base réel ont confirmé la forte concordance avec les résultats de la simulation. L'utilisation de la simulation de la structure brute a apporté divers avantages dans ce cas d'application.
Au départ, l'équipe d'ingénierie cherchait une solution pour réduire le fort retour. Cependant, la simulation de la structure brute a montré que les composants seraient assemblés dans les tolérances requises. Cela a permis au fournisseur de renoncer au processus de compensation et de reprise des outils ainsi qu'aux boucles d'essai associées, économisant ainsi plus d'un mois de temps. Enfin, la numérisation complète du processus permet l'évaluation virtuelle de divers scénarios, sans engendrer les coûts d'essais physiques.
L'utilisation innovante de la simulation de la structure brute prouve que pour un assemblage réussi de la structure brute, il n'est pas nécessaire que tous les composants respectent nécessairement leurs tolérances individuelles. Cela permet de résoudre avec succès un problème précédemment considéré comme insoluble. Pour la simulation de la structure brute, les composants ont été directement importés depuis AutoForm Forming. Si des composants réels sont disponibles, ils peuvent être capturés par 3D scanning. Les fichiers STL générés, qui décrivent la géométrie de surface réelle, peuvent ensuite être importés dans AutoForm Assembly.
Le cas d'application illustre la valeur ajoutée des solutions de simulation modernes pour relever des défis de fabrication exigeants. D'autant plus que les hypothèses concernant la compensation des outils, le travail de reprise associé et l'utilisation d'un outil compensé auraient pu endommager irréversiblement l'outil. Dans ce cas, la fabrication d'un nouvel outil aurait été nécessaire, dont les coûts, selon des estimations conservatrices, auraient été d'environ 130 000 euros. En renonçant à la compensation des outils, des coûts considérables ainsi qu'un temps et un effort de travail importants ont pu être évités.
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