Essais & Simulations 145

ESSAIS ET MODÉLISATION

ESSAIS ET MODÉLISATION MÉTHODE Comment évoluer de la conception à la fabrication d’assemblages multi-matériaux en toute confiance Mus par la nécessité de réduire les émissions de CO2 et par l’avènement de la mobilité électrique, les constructeurs automobiles et leurs fournisseurs se sont engagés vers le développement de produits légers, novateurs, personnalisés et durables, qui peuvent être fabriqués en grande série selon une architecture d’usine de type « lot size 1 » pour produire selon les spécifications client. Matthieu Niess Responsable du programme MMJA chez ESI Group La légèreté est devenue un facteur incontournable en matière de conception de caisse en blanc, d’ouvrants et de châssis, avec le passage d’une fabrication 100 % acier à des stratégies, plus complexes, multimatériaux qui associent aujourd’hui principalement l’acier à l’aluminium et aux composites. Afin de répondre au défi de l’électrification, ces assemblages multi-matériaux sont essentiels pour produire des véhicules au meilleur rapport coût-légèreté et accroître le rendement énergétique lors de la production. Toutefois, la hausse actuelle des investissements côté groupe motopropulseur a pour corollaire des investissements plus prudents côté châssis et caisse. Cette situation complexifie l’optimisation coût-efficacité, tant lors de la conception que lors de la fabrication de ces véhicules. PASSER DE LA SIMULATION NUMÉRIQUE CIBLÉE AU PROTOTYPAGE VIRTUEL DE BOUT EN BOUT ©ESI Group 2021 Évolution du processus de développement global de caisses en blanc, ouvrants et châssis à travers le prototypage virtuel Au cours de ces dernières décennies, la simulation numérique a été déterminante pour permettre aux constructeurs d’évaluer la faisabilité de la fabrication ainsi que pour déterminer et valider les performances du produit assemblé. Toutefois, les décisions de fabrication se prennent relativement tard dans le processus, une fois la conception figée, avec l’appui d’essais physiques. Les modifications de dernière minute et les boucles d’itération associées engendrent un risque de coûts supplémentaires et de 8 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°145 • juin-juillet-août 2021

ESSAIS ET MODÉLISATION retards de démarrage de la production. La bonne pratique consiste à trouver une conception optimale intégrant les contraintes de performances et de fabrication aussi tôt que possible et à la valider lors des phases d’ingénierie, de façon hautement prédictive, afin de minimiser les prototypes coûteux et les modifications de conception tardives au cours de la validation de la fabrication préalable à la production. Parvenir à une conception optimale par une approche 100 % numérique n’est pas simple. Deux points essentiels sont à prendre en compte pour garantir un parcours sans accroc jusqu’à la production en série (illustration 2). D’une part, la fabrication de pièces unitaires. La simulation détaillée de la fabrication de pièces unitaires intervient en général plus tard dans le processus. Avec le recours La simulation numérique est une technique de pointe visant à évaluer et à valider les processus de fabrication ainsi qu’à optimiser et à valider les performance d’une conception produit de plus en plus fréquent aux nouveaux matériaux, les constructeurs automobiles ont besoin d’obtenir très en amont des certitudes pour prendre les bonnes décisions sur l’utilisation des matériaux appropriés aux endroits opportuns. Il est donc très important de savoir estimer la faisabilité de la fabrication dès le début, dès la création des premières définitions CAO et de la première nomenclature (BOM). Le prototypage virtuel prend en compte toutes ces informations dans les phases amont, d’améliorer la prédictibilité de la simulation des performances ainsi que ©ESI Group ESSAIS & SIMULATIONS • N°145 • juin-juillet-août 2021 I9