Projet de recherche P2/01 (Action de recherche P2)
Contexte
Les séries de production aéronautique ne sont pas comparables aux grandes séries comme celles du domaine automobile par exemple. De nombreuses petites pièces de formes complexes doivent être fabriquées en petites séries, rendant ainsi le coût de l’équipement proportionnellement très important par rapport au coût global de la pièce.
Ainsi, le développement de procédés ne nécessitant pas d’outillage spécifique coûteux et permettant la fabrication rapide de pièces prototypes lors de la conception, présente un intérêt majeur dans l’industrie aéronautique.
Description du projet
Objectifs
La disponibilité de nouveaux matériaux ayant à la fois un poids spécifique bas, une haute résistance et une grande raideur comme les matériaux obtenus par le procédé générant des grains fins (ECAP) sur les alliages d’aluminium et le procédé de formage incrémental (SPIF), technique de formage récente et flexible dans laquelle les contraintes peuvent atteindre des niveaux extrêmement élevés comparés aux autres techniques conventionnelles sera étudiée pour permettre une réduction du coût de fabrication, du délai de fabrication et du poids des pièces offrant ainsi aussi un avantage financier.
Méthodologie
L’intérêt du procédé SPIF sera d’abord étudié sur de nouveaux alliages sans utilisation du procédé ECAP. Ensuite, des tests seront réalisés sur de plus petites pièces, probablement des pièces aéronautiques réduites, avec du matériau obtenu par le procédé générant des grains fins produit soit par le procédé ECAP soit par la combinaison du procédé ECAP et du laminage. La possibilité du couplage de ce procédé avec un chauffage local par laser sera également étudiée si nécessaire. Les matériaux ECAP sont réputés difficiles à mettre en forme et le procédé SPIF est connu pour réaliser des déformations réputées impossibles avec des procédés d’emboutissage habituels.
Interaction entre les différents partenaires
L’ULg va identifier et étudier les modèles numériques du matériau à différentes étapes, caractériser le matériau initial et celui du procédé ECAP et simuler le procédé SPIF. En tant que coordinateur, il assurera également la gestion du projet.
La KULeuven va concevoir le dispositif du procédé ECAP et produire le matériau, réaliser l’identification microstructurale et les tests macroscopiques après le procédé ECAP, après le laminage (tâche partagée avec le CRM) et après le SPIF, investiguer la formabilité des matériaux, fournir des pièces aéronautiques comme échantillons pour la caractérisation.
Le CRM va réaliser la caractérisation du matériau initial, étudier les effets du laminage, réaliser l’identification microstructurale, des tests macroscopiques, les tests de fatigue et produire des raidisseurs.
L’US va investiguer une méthode ECAP adaptée aux plaques sans laminage additionnel, fournir le matériau sous forme de plaque, réaliser l’identification microstructurale et les tests macroscopiques sur les tôles ECAP.
Résultats
Résultats et/ou produits attendus
Le couplage du matériau issu de l’ECAP et du procédé SPIF permet d’espérer proposer un matériau de plus haute résistance avec sa technique de mise en forme.
Apport du projet dans un contexte d’appui à l’innovation et au transfert des connaissances
La diffusion des résultats sera réalisée grâce aux publications dans des journaux internationaux : Journal of Engineering Manufacture, Scripta Materialia, Acta Materialia, International Journal of Plasticity … et aux présentations dans des conférences internationales telles que ESAFORM, Shemet, Metal Forming, Complas, Numiform, Numisheet, …
Partenaires
Coordonnées
Coordinateur
Anne-Marie Habraken
Université de Liège (ULg)
Département ARGENCO
Bâtiment B52/3
Chemin des chevreuils 1
B-4000 Liège
Tel: +32 (0)4 366 94 30
Fax: +32 (0)4 366 91 92
Anne.Habraken@ulg.ac.be
Promoteurs
Bert Verlinden
Katholieke Universiteit Leuven (KULeuven)
Departement Metaalkunde en Toegepaste Materiaalkunde (MTM)
Kasteelpark Arenberg 44
B-3001 Heverlee-Leuven
Tel: +32 (0)16 32 12 75
Fax: +32 (0)16 32 19 92
Bert.Verlinden@mtm.kuleuven.be
Joost Duflou
Katholieke Universiteit Leuven (KULeuven)
Afdeling PMA
Celestijnenlaan 300B
B-3001 Heverlee-Leuven
Tel: +32 (0)16 32 28 45
Fax: +32 (0)16 32 29 86
joost.duflou@mech.kuleuven.ac.be
Alain Schmitz
Centre de Recherches Métallurgiques (CRM)
Domaine Universitaire du Sart Tilman (P59)
Avenue du Bois St Jean 21
B-4000 Liège
Tel: +32 (0)4 254 62 97
Fax: +32 (0)4 254 62 62
schmitz_a@rdmetal.ulg.ac.be
Andrzej Rosochowski
University of Strathclyde (US - DMEM)
James Weir Building
75 Montrose Street
Glasgow G1 1XJ
United Kingdom
Tel: +44 141 548 43 53
Fax: +44 141 548 48 70
a.rosochowski@strath.ac.uk
Comité de suivi
Sabine Spangel - Corus Aluminium Walzprodukte GmbH (Corus)
Guy Janssen - GDTECH
Yves Marchal - SONACA S.A.
Jean-Philippe Ponthot - Université de Liège (ASMA-LTAS)
Marc Wielandts - NANOSHAPE S.A.
Luc de Buyser - IWT-Vlaanderen
An Aluminium alloy improved by ECAP and formed by SPIF process (ALECASPIF) : final report
Habraken, Anne Marie - Rosochowski, A. - Verlinden, Bert ... et al Brussels : Federal Science Policy, 2010 (SP2208)
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