Dans le cadre d'une mission technique au sein d'une fonderie industrielle, j'ai été chargé d'optimiser la fabrication d'une pale de concasseur, une pièce critique soumise à de fortes sollicitations mécaniques, à des chocs répétés et à des températures élevées. La pièce est fabriquée en fonte grise à graphite lamellaire (FGL 250), un matériau couramment utilisé dans des applications telles que les pièces de fonderie soumises à des sollicitations mécaniques élevées, notamment dans l'automobile, la mécanique de précision et les équipements industriels. C’est un matériau reconnu pour sa bonne résistance à l’usure, sa dureté et son aptitude à l’usinage, grâce à la présence de graphite sous forme lamellaire. Ce type de fonte est bien adapté aux environnements sévères, tout en conservant une certaine ténacité. Le problème initial était la présence fréquente de défauts métallurgiques (porosités, retassures, fissures à chaud…) qui compromettaient la qualité des pièces et leur tenue en service. Objectif principal : Éliminer ces défauts et stabiliser la production grâce à une démarche complète d'ingénierie inversée, de simulation de fonderie, de contrôle métallurgique et d'outils qualité.
Nuance du modèle (FGL 250) | |
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Matériau | Fonte grise à graphite lamellaire |
Désignation | FGL 250 |
Application | Pièces soumises à des sollicitations mécaniques élevées |
Caractéristiques mécaniques du modèle | |
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Qualité | EN-GJL-250 (FGL 250) |
Résistance à la traction | 840 MPa |
Résistance elastique | 450 MPa |
Dureté | 150-300 HB |
Constituant Prédominant de La structure | Ferrite-perlite |
Réalisation d'une analyse dimensionnelle de la pièce existante à l'aide d'outils de métrologie tels qu’un pied à coulisse et un micromètre à tambour, permettant un relevé précis des côtes. Reconstruction 3D sous SolidWorks, en respectant scrupuleusement les dimensions fonctionnelles, les jeux de montage et les tolérances, afin de générer un modèle CAO exploitable pour les simulations de fonderie et l’optimisation du procédé de fabrication.
- Élimination des principaux défauts métallurgiques observés auparavant - Amélioration notable de la qualité et de la reproductibilité des pièces produites - Réduction significative du taux de rebut et des coûts de retouche - Conformité aux exigences mécaniques et thermiques de l'application finale
Cp / Cpk : Ces indices mesurent la capacité d’un procédé à produire des pièces conformes. Le Cp évalue la capacité du procédé sans tenir compte de sa centration, tandis que le Cpk tient compte de la centration et de la variabilité du procédé.
AMDEC : La Méthode d'Analyse des Modes de Défaillance, de leurs Effets et de leur Criticité est une démarche structurée pour identifier et prévenir les défaillances.
5S : Une méthodologie d'organisation qui permet de rationaliser l'atelier en cinq étapes (Seiri, Seiton, Seiso, Seiketsu, Shitsuke).