SOLUTIONS INTÉGRÉES DEPUIS LA CONCEPTION JUSQU'À LA FABRICATION

VALIDATION DE LA FABRICABILITÉ

CHAPITRE TROIS

CHAPITRE TROIS

CHAPITRES 1 ET 2 : RÉSUMÉ Le premier numéro de notre série d'e-books sur l'intégration des processus de conception et de fabrication à l'aide des solutions SOLIDWORKS® portait sur les avantages que présente une solution de conception et de fabrication intégrée. Nous avions illustré comment l'intégration des procédés de conception et de fabrication permet de réduire les coûts et d'optimiser la qualité. Dans le deuxième numéro de cette série, nous avions détaillé les avantages du logiciel de CAO SOLIDWORKS pour la conception de produits d'exception.

SOLIDWORKS propose une solution complète d'intégration depuis la conception jusqu'à la fabrication qui vous permettra de concevoir, visualiser, communiquer, valider, chiffrer, fabriquer, contrôler, composer et gérer vos projets, et ce dans un environnement unique. Pour de nombreux collaborateurs, la notion de « validation » se résume à une analyse des contraintes, c'est-à-dire qu'ils cherchent à répondre à la question suivante : la conception est-elle suffisamment robuste ? Dans ce troisième numéro de notre série d'e-books, nous dévoilerons une définition élargie de ce terme pour les utilisateurs SOLIDWORKS. Avant de passer à la phase de production, vous souhaitez bien entendu vous assurer de la fabricabilité des pièces.

Ce document électronique détaille les avantages que présente la

validation de la fabricabilité de votre produit dès la phase de

conception. La détection précoce des problèmes de fabricabilité

peut vous faire gagner un temps considérable et réduire vos coûts.

CHAPITRE 3 : VALIDATION DE LA FABRICABILITÉSolutions intégrées depuis la conception jusqu'à la fabrication

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S'ASSURER QUE LES PRODUITS PEUVENT ÊTRE FABRIQUÉS TEL QU'ILS ONT ÉTÉ CONÇUS Économisez du temps et de l'argent en détectant les problèmes en amont grâce aux solutions de validation de la fabricabilité intégrées dans SOLIDWORKS.

La fabrication est souvent externalisée ou réalisée sur un site différent du bureau chargé de la conception. Ainsi, les nouveaux ingénieurs ne bénéficient pas de cette expérience de terrain lorsqu'ils interagissent avec l'équipe de fabrication.

Ils ont ainsi beaucoup de mal à identifier les pratiques susceptibles d'augmenter les coûts de fabrication, notamment lorsque la tolérance est plus restreinte que nécessaire. Il n'est pas non plus facile de déterminer si certaines géométries nécessiteront des opérations particulières, ou pire, si elles ne peuvent pas être produites du tout. Actuellement, les conceptions sont retour-nées aux ingénieurs afin de faire l'objet d'une nouvelle conception. Ne serait-ce pas formidable s'il existait un autre moyen pour les ingénieurs d'avoir cette visibilité ?

Les fonctions SOLIDWORKS de conception pour la fabricabilité sont précisément dévelop-pées à ces fins. Ces solutions effectuent des contrôles automatiques permettant de détecter les problèmes potentiels, d'éviter les coûts liés à une nouvelle conception et de prévenir les retards. Les pièces s'assemblent et fonctionnent conformément aux prévisions de concep-tion, sans aucune surprise. Comme indiqué au chapitre 1, les problèmes détectés en amont permettent de réduire sensiblement les coûts de correction. Par ailleurs, grâce à SOLIDWORKS PDM, vous pouvez gérer vos modifications et avoir, en permanence, la dernière version de votre travail sous la main. Vous ne risquez donc plus de transmettre une version obsolète de votre conception à l'équipe de fabrication.

VIDÉO : Fabricabilité de la conception

Identifiez rapidement les points de conception susceptibles d'entraîner des problèmes de fabrication ou d'accroître les coûts de production en utilisant l'outil DFMXpress intégré dans le logiciel de CAO 3D SOLIDWORKS.

Solutions intégrées depuis la conception jusqu'à la fabrication CHAPITRE 3 : VALIDATION DE LA FABRICABILITÉ

Les ingénieurs excellent en matière de résolution de problèmes. Les concepteurs auront beau inclure toutes sortes de fonctions innovantes, répondre à tous les objectifs de performance et de qualité ou même livrer les conceptions à l'équipe de fabrication en avance, ils ne sont pas pour autant assurés de leur succès. De fait, une véritable conception d'exception est un modèle qui répond à ces exigences, mais qu'il est aussi possible de fabriquer. Les ingénieurs chevron-nés comprennent les procédés de fabrication qu'implique la production de leur conception. Ils anticipent les problèmes de fabrication et les contournent, avec à la clé des économies sur le budget. L'ingénieur qui comprend l'impact des tolérances sur les coûts de fabrication, identifie les problèmes liés aux jeux des outils ou conçoit des pièces plastiques qui sortent du moule sans gauchissement, se démarque facilement.

Manque d'expérienceLes ingénieurs sortent diplômés de leurs écoles avec une grande maîtrise des théories d'ingé-nierie, des sciences et des mathématiques. Cependant, il leur manque l'expérience pratique face à des processus de production parfois difficiles à appréhender, car les ingénieurs n'ont plus la possibilité de se rendre à l'atelier pour y observer la fabrication de leurs conceptions. De ce fait, il leur est plus difficile de réaliser les répercussions d'un trou de fixation placé trop près d'une arête.

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DÉTECTER LES PROBLÈMES ET IDENTIFIER LES FACTEURS FINANCIERS QUI ONT UN IMPACT SUR LA FABRICATION Prenez des décisions de conception éclairées qui réduiront les coûts de production grâce à SOLIDWORKS DFMXpress.

Ces petits ajustements peuvent influer sur le choix de procéder à l'usinage de la pièce sur le site initialement prévu ou d'externaliser la tâche, moyennant un délai plus long et des coûts supplémentaires. La décision dépend principalement de l'outillage à disposition, ce qui peut s'avérer particulièrement difficile à gérer.

SOLIDWORKS DFMXpress est précisément conçu pour résoudre ce type de probléma-tique. DFMXpress signale visuellement les surfaces et les fonctions susceptibles de poser problème lors de la fabrication. Vous pouvez ensuite étudier la fonction afin de détermi-ner si une autre serait mieux adaptée ou s'il serait plus pertinent de la supprimer pour réduire considérablement les coûts de production.

SOLIDWORKS DFMXpress comprend les normes pour le fraisage, le tournage, la tôlerie et le moulage par injection. Ce logiciel vous permet de spécifier ou de modifier les proprié-tés afin de les adapter à vos propres normes d'entreprise. Vous pouvez également définir les outils du site de production que vous utiliserez au cours du projet.

DFMXpress évalue ensuite votre pièce et signale toute anomalie ne respectant pas les normes concernées. Le logiciel vérifie ainsi le rapport diamètre/profondeur d'un perçage. Lorsqu'un perçage va au-delà d'une certaine longueur, le foret a tendance à « dévier », ce qui le décentre légèrement et entraîne un défaut d'alignement du perçage. L'identification des perçages ayant un rapport diamètre/profondeur trop élevé peut influer sur la décision d'exécuter la tâche en interne ou d'envoyer la pièce à un fournisseur externe et augmenter les coûts. L'augmentation du diamètre du perçage ou la diminution de la profondeur peut permettre de contourner entièrement le problème. Même si les cotations du perçage ne peuvent pas être modifiées, la connaissance des conditions en amont peut vous permettre d'effectuer des ajustements précoces pour les opérations spéciales comme la préparation des cylindres. Vous pouvez ainsi planifier les ajustements et éviter les retards au lieu de vous hâter à la dernière minute.

En savoir plus sur SOLIDWORKS DFMXpress et ses nombreux rapports automatisés de fabricabilité.

VIDÉO : SOLIDWORKS DFMXpress et DimXpert

CHAPITRE 3 : VALIDATION DE LA FABRICABILITÉSolutions intégrées depuis la conception jusqu'à la fabrication

Les outils de CAO et d'IAO peuvent vous aider à vous assurer que vos conceptions sont conformes aux exigences en matière de forme, d'ajustement et de fonctionnement. Malheureusement, même si votre conception répond parfaitement à ces exigences, cela ne signifie pas pour autant qu'elle peut être fabriquée. Peut-être existe-t-il un perçage qui traverse une surface qu'un foret ne peut pas atteindre. Sans aide aucune, il est difficile de visualiser exactement le jeu dont un outil aura besoin. Il peut également exister des cas où un simple ajustement mineur de la géométrie fait la différence entre une petite opération rapide et plusieurs opérations coûteuses nécessitant différents réglages. Sans expérience solide en matière de fabrication, ce type de difficulté ne se détecte pas facilement. Dans d'autres cas, la fabricabilité sera établie, mais le site de production, par exemple, ne dispo-sera pas des outils adéquats.

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Le processus de moulage par injection est extrêmement complexe. Il implique du plastique fondu, des pressions et des emplacements d'injection, des températures de moulage et un refroidissement. Il est nécessaire de tenir compte de toutes ces variables en vue d'optimiser la durée de moulage et de produire un nombre maximum de pièces par heure. Il est abso-lument crucial de trouver le juste équilibre dans ce processus, car le plastique en fusion doit rester en l'état le temps de remplissage du moule. S'il refroidit trop vite, l'empreinte ne sera pas remplie et vous obtiendrez un moulage court. S'il refroidit trop lentement, la durée sera inutilement étendue.

Dans le cas d'un moulage plastique, une mauvaise conception n'est pas synonyme de modèle qui ne fonctionne pas correctement, contrairement aux autres matériaux. Avec les pièces plastiques et leurs moules associés, la différence entre une bonne et une mauvaise conception se vérifie en phase de production : la pièce sera-t-elle créée ou non ?

Problématique des moulesLe comportement versatile du moulage par injection complique sensiblement les prévi-sions de remplissage de la pièce. Très souvent, les équipes ne disposent d'aucune infor-mation précise avant le début des tests de moulage. Entre-temps, s'il existe des problèmes (et il en existe très fréquemment), il est déjà trop tard pour effectuer des modifications. Bien entendu, vous pouvez ajuster les paramètres de fabrication comme la température du moulage, la température du matériel, la vitesse d'injection et le temps de refroidisse-ment. Cependant, ce processus fastidieux et chronophage peut ne pas être suffisant. Vous pourriez tout de même être amené à apporter des modifications coûteuses à la conception du moule ou de la pièce. Et même si la pièce se remplit, il n'existe aucune garantie qu'elle sera à la hauteur de la qualité prévue en phase de conception. Elle peut toujours souffrir de défauts cosmétiques, par exemple comporter des lignes de joint, un gauchissement, des défauts structurels ou bien une multitude d'autres problèmes.

Pourquoi laisser ce processus entre les mains du hasard ? Grâce à SOLIDWORKS Plastics, vous pouvez simuler l'écoulement du plastique fondu pendant le processus de moulage par injection afin de prévoir les défauts de fabrication sur les pièces et les moules. Vous pouvez rapidement évaluer la fabricabilité et résoudre les problèmes. Vous pouvez facilement amé-liorer la qualité de la pièce et éviter le processus chronophage de résolution des problèmes de moule, ce qui vous permettra de réduire les délais de mise sur le marché. Vous pouvez même bénéficier de recommandations en matière de résolution des problèmes et de conseils de conception pratiques pour diagnostiquer les problèmes potentiels et les éviter.

Il existe bien sûr des règles générales contribuant à garantir une conception réussie des pièces plastiques, comme s'assurer que l'épaisseur des parois est comprise entre 1 et 4 mm, mais elles ne sont jamais fiables à 100 %. SOLIDWORKS Plastics vous permet de tester différents scénarios en ajustant les paramètres de fabrication, les matériaux et les niveaux des seuils. Vous pouvez également ajuster l'épaisseur des parois, l'emplacement des nervures et les dimensions des canaux. La réalisation virtuelle de ces tâches vous per-mettra de gagner du temps, d'éviter la mise au rebut des pièces, de réduire votre facture d'énergie et d'optimiser la conception de la pièce et du moule, avant de lancer la moindre coupe. Grâce à des conceptions optimisées, vous réduirez non seulement la durée et les coûts de fabrication mais vous obtiendrez également des pièces de meilleure qualité.

Découvrez les puissantes fonctions de SOLIDWORKS Plastics.

VIDÉO : SOLIDWORKS Plastics

Solutions intégrées depuis la conception jusqu'à la fabrication CHAPITRE 3 : VALIDATION DE LA FABRICABILITÉ

LEVER LES DOUTES QUI ACCOMPAGNENT LE PROCESSUS DE MOULAGE PAR INJECTION ET PRODUIRE DES PIÈCES DE HAUTE QUALITÉ, DÈS LA PREMIÈRE TENTATIVE Identifiez les fabricabilité de faisabilité liés à la pièce et au moulage en simulant le moulage par injection avec SOLIDWORKS Plastics.

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Une conception de qualité ne sert à rien si elle est impossible à assembler. Dans le cas d'une conception 2D, il est particulièrement difficile de détecter les interférences entre les différents composants. Si vous utilisez la 3D, vous localiserez les interférences entre les composants statiques plus facilement. Mais le calcul des tolérances peut entraîner des interférences bien plus difficiles à identifier. La détection des collisions entre les composants mobiles peut également s'avérer complexe. À ce stade avancé, détecter des problèmes d'assemblage est très souvent synonyme de reprise, de rebut ou de retards coûteux, en particulier si les pièces doivent faire l'objet d'une nouvelle conception. Par ailleurs, même si vos composants s'emboîtent correctement, vous devez vous assurer que la méthode d'as-semblage spécifiée n'a pas d'effets négatifs sur la qualité.

SOLIDWORKS résout ces problématiques grâce à ses outils de vérification des interférences et vous aide à les détecter dès la conception. Ainsi, vous n'êtes jamais confronté à de mau-vaises surprises au cours de l'assemblage.

Contrôle des perçagesLes fonctionnalités de détection des défauts d'alignement des perçages et des incompati-bilités de filetage vérifient les perçages qui ne s'alignent pas correctement. SOLIDWORKS répertorie tous les perçages qui ne sont pas alignés correctement afin que vous puissiez faci-lement les repérer et les corriger. De plus, il permet de détecter les interférences dues à des filetages incompatibles, mal alignés, ou d'autres interférences de géométrie.

Analyse des tolérancesBien que les vérifications des interférences soient très puissantes, les pièces ne sont pas fabriquées à leurs cotations nominales. Tous les composants ont une tolérance. Aussi, celle-ci doit être prise en compte afin de pouvoir évaluer les interférences et les jeux le plus précisément possible. L'analyse des tolérances permet donc d'étudier l'impact des tolérances maximales et minimales. Lorsque le calcul de la tolérance crée des obstacles, SOLIDWORKS

en identifie la cause première en répertoriant les fonctions et les tolérances impliqués. Puis, il évalue chacune des fonctions selon son degré de contribution au problème. Vous pouvez ainsi facilement identifier les tolérances à ajuster pour éviter le problème.

Détection de collision Lorsque vous travaillez avec des mécanismes ou des assemblages mobiles, les outils de détection de collision évaluent l'amplitude de mouvement et vous alertent en cas de risque de collision entre deux composants. Vous pouvez également définir le jeu mini-mum qui sépare les composants au cours de leurs mouvements et vérifier ainsi s'ils se rapprochent trop à certains moments.

SimulationLorsque l'on travaille sur une conception, il est évidemment crucial que les composants s'em-boîtent correctement. Cependant, il est également très important de comprendre l'impact de la méthode d'assemblage. Si un boulon crée une concentration des points de contrainte ou si les contraintes résiduelles d'un joint soudé affaiblissent la liaison, cela peut affecter la qualité du produit. SOLIDWORKS Simulation analyse les connexions physiques entre les composants comme les boulons, les ressorts et les soudures. Puis, le logiciel calcule les charges appliquées et indique si les connexions peuvent les supporter au cours de l'utilisation du produit. En cas de détection de problèmes, vous pouvez modifier le type de la connexion ou la redimension-ner afin que la qualité et les performances du produit ne soient pas compromises.

En identifiant ces difficultés d'assemblage, vous pouvez éviter les reprises et les rebuts coûteux. De plus, si vous avez connaissance de ces informations en amont, vous serez en mesure de prendre les décisions qui s'imposent en matière de réduction des coûts et d'optimisation de la qualité, au lieu de tenter de corriger la conception imparfaite d'ori-gine. Découvrez les différentes fonctionnalités de SOLIDWORKS permettant de détecter les problèmes d'assemblage en amont.

VIDÉO : Analyse des tolérances

CHAPITRE 3 : VALIDATION DE LA FABRICABILITÉSolutions intégrées depuis la conception jusqu'à la fabrication

LIMITER LES DIFFICULTÉS D'ASSEMBLAGE ENTRAÎNANT DES REPRISES ET DES REBUTS COÛTEUX Identifiez facilement les problèmes d'assemblage au cours de la conception avec les outils de vérification des interférences de SOLIDWORKS.

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GÉRER ET COMPRENDRE LES MODIFICATIONS POUR GARANTIR LA MISE À JOUR DE TOUTES LES INFORMATIONS DE CONCEPTION

Comprendre comment les modifications ont été apportées grâce aux outils de comparaison des pièces et des mises en plan de SOLIDWORKS.À la suite d'une modification technique, il n'est pas toujours aisé de repérer les éléments modifiés. Il se peut qu'une pièce ait été modifiée et vous devez savoir si cette modification affectera également une autre pièce de l'assemblage. Il arrive qu'un fournisseur apporte une modification et vous envoie le fichier mis à jour. Vous devez, dans ce cas également, comprendre dans quelle mesure cette modification affecte le reste de l'assemblage pour pouvoir mettre à jour les autres composants, le cas échéant. SOLIDWORKS PDM vous permet de gérer automatiquement les différentes versions des fichiers et de déterminer laquelle est la plus à jour. De ce fait, vous pouvez détecter les éventuels problèmes de fabricabilité avant de transmettre la conception à l'équipe de fabrication. Essayez les différents types de comparaisons auxquels vous avez accès avec les outils de comparaison des pièces et des mises en plan de SOLIDWORKS.

Les outils de comparaison des pièces et des mises en plan de SOLIDWORKS effectuent ces comparaisons pour vous. Il vous suffit d'indiquer les pièces que vous souhaitez comparer et il mettra les modifications en surbrillance.

VIDÉO : Comparaison de la géométrie

CHAPITRE 3 : VALIDATION DE LA FABRICABILITÉSolutions intégrées depuis la conception jusqu'à la fabrication

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AMÉLIORER LA QUALITÉ EN APPLIQUANT LES NORMES

Vérifiez automatiquement vos mises en plan et vos modèles grâce à la vérification des normes de CAO. Les meilleures pratiques revêtent une importance primordiale. L'équipe de fabrication affiche une bien meilleure productivité dès lors qu'elle connaît en amont les difficultés liées à la mise en plan et à quel endroit elles se situent. Les normes de conception et les formats de la mise en plan contribuent également à la qualité du produit et permettent de limiter les problèmes de fabricabilité. Malheureusement, l'application des meilleures pratiques peut parfois s'avérer délicate, en l'absence d'un certain niveau d'automatisation visant à garantir qu'elles soient effectivement suivies.

Certaines informations peuvent être facilement déconnectées de la mise en plan, en particulier dans un contexte de pression constante liée aux délais très serrés. Les ingénieurs recrutés depuis peu ont besoin de temps pour assimiler les normes de leur nouvelle entreprise liées aux mises en plan et les formats qui leur sont associés. Si la mise en plan est transmise avec des informations manquantes, elle peut entraîner de la confusion au sein de l'atelier, l'émission d'une demande de modification technique (ECO), des modifications apportées aux mises en plan et des renvois. Ceci retarde le projet et occasionne une perte de temps et des coûts supplémentaires.

Fort heureusement, les outils de vérification des normes de CAO permettent à SOLIDWORKS de vérifier automatiquement vos mises en plan et vos modèles. Définissez simplement les normes et les meilleures pratiques d'entreprise que vous souhaitez vérifier. SOLIDWORKS trouvera automatiquement toutes les failles. Les règles peuvent comporter des normes de cotation, des polices, des lignes de cote qui se chevauchent et des unités standard.

Les ingénieurs ne perdent plus leur temps à la recherche des normes. Le logiciel les leur signale et les applique automatiquement. L'équipe de fabrication gagne un temps considérable. De fait, la documentation complète et cohérente qu'elle reçoit lui permet d'éviter tout problème de fabricabilité.

Découvrez la simplicité de configuration des règles et les différents types de vérification que SOLIDWORKS peut entreprendre avec les outils de vérification des normes de CAO.

VIDÉO : Vérification des normes

L'automatisation des vérifications permet aux ingénieurs de gagner du temps, car ils n'ont plus besoin de rechercher manuellement les erreurs et les omissions.

CHAPITRE 3 : VALIDATION DE LA FABRICABILITÉSolutions intégrées depuis la conception jusqu'à la fabrication

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CHAPITRE 4

ACTIVATION DU PROCESSUS SIMULTANÉ D'INGÉNIERIE ET DE FABRICATION

Téléchargez le chapitre suivant afin de découvrir comment les solutions SOLIDWORKS peuvent vous aider à transmettre toutes les informations nécessaires à l'équipe de fabrication afin qu'elle soit en mesure de produire votre conception.

Le prochain e-book traitera des thématiques suivantes :

• surmonter les lacunes en matière de fabrication grâce aux outils de FAO ;

• limiter les problèmes liés aux pièces plastiques, notamment avec la conception de pièces moulées et plastiques et la conception de moules ;

• garantir la fabricabilité des pièces de tôlerie ;

• raccourcir la durée de conception et de fabrication des constructions soudées ;

• prévenir les erreurs et gagner du temps grâce à l'automatisation de la conception des tuyaux et des tubes ;

• exploiter les impressions 3D.

Ne manquez pas le prochain e-book de notre série Solutions intégrées depuis la conception jusqu'à la fabrication avec SOLIDWORKS.

Découvrez comment les solutions SOLIDWORKS peuvent vous aider à faire le lien entre conception et fabrication en visitant le site https://launch.solidworks.fr.

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