1 COMMENT CARACTÉRISER UN COUPLE MATÉRIAU-PROCÉDÉ ? - Déclic Design Guide pour les PME PMI
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<p>CHOISIR DES MATERIAUX ET PROCEDES NOUVEAUX</p>
COMMENT CARACTERISER UN COUPLE MATERIAU-PROCEDE ?

L’interdépendance matériau-procédé

Il existe un lien fort entre matériau et procédé de mise en forme, d’où la notion de couple matériau-procédé.
Tout matériau ne peut pas être mis en forme à partir de tout procédé ; tout procédé nécessite des caractéristiques spécifiques pour le matériau.
Plus le matériau s’éloigne des caractéristiques requises par le procédé, plus la mise en forme est difficile à maîtriser et à industrialiser, donc coûteuse à mettre en oeuvre.

• Moulage et injection :

- fusion à basse température
Exemple : fonte, aluminium, certains polymères

• Formage

- zone de plasticité à basse ou haute
température
Exemple : polymères, plus difficilement
les matériaux métalliques

• Usinage :

- basse résistance à la traction
Exemple : métaux, céramiques
techniques plus difficilement usinables

• Technologie additive :

- Par commodité, on regroupe les procédés suivant leur principe de transformation de la matière première : liquide-solide, solide-solide, poudre-solide.
Exemple de procédé liquide-solide : polymérisation à basse température pour stéréo lithographie.

Les cahiers des charges pour le choix d’un couple matériau-procédé

Le besoin exprimé pour un couple matériau-procédé du cahier des charges techniques du matériau et de celui du procédé associé :

• Nombre de pièces à fabriquer, série, cadence,
• Temps de fabrication, délais, cycle de production,
• Investissements nécessaires :
machines, outillages, R&D, mise au point,
• Complexité de la géométrie :
surfaces intérieures et extérieures, épaisseurs, formes,
• Qualités géométriques :
tolérances dimensionnelles, états de surface.

Plus le besoin et l’exigence se développent pour un couple matériau-procédé donné, plus la connaissance progresse pour la maîtrise de ce couple, plus sa mise en oeuvre deviendra économique.

Le type de production conditionne l’industrialisation du couple matériau-procédé

Les conditions de la série se traduisent par le cahier des charges de production :
• La qualité géométrique et micro-géométrique de la surface concernée :
position, orientation, forme, dimensions, état de surface,
• Le coût supportable,
• La durée de fabrication acceptable.

En production de série le choix se fait en fonction de la relation entre :
• Investissement en outillage à amortir sur la production,
• Coût unitaire de production.

Les procédés définissent les solutions pour l’assemblage et les aspects de surface

Le procédé d’assemblage peut, par exemple, permettre le démontage et la maintenance.

Exemples :

- assemblages mécaniques : cloutage, boulonnage, sertissage, chevillage, etc.

- soudage ou collage des matériaux

La grande diversité des solutions de traitement de surface et de revêtement permet pour un matériau donné d’en modifier l’aspect, la couleur, le toucher, mais également la dureté superficielle, la résistance à l’agression de l’environnement (corrosion, etc.).