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Application de l'ingénierie des matériaux par modélisation intégrée

Cet eBook étudie chacun des 10 axes de valeur ajoutée qui font de l'ICME une méthode incontournable aujourd'hui. À l'aide d'exemples d'application pratiques issus d''entreprises comme Stratasys, Solvay, Magneti Marelli, Coriolis, Composites, Sovitec, Radici Group, et de l'armée américaine, nous montrons ce qui est réalisable avec des processus de fabrication modernes basés sur l'ICME.

Application de l'ingénierie des matériaux par modélisation intégrée

Introduction ou extrait du livre blanc

"Sovitec est un leader belge mondial dans la fabrication de billes de verre pour les finitions de surface, marquages routiers, revêtements et plastiques techniques. Cette entreprise a souhaité remplacer une technologie existante de renforcement à la fibre de verre par une solution basée sur des billes de verre. Elle voulait obtenir avec la nouvelle solution des matériaux aussi ou plus performants, tout en réduisant leurs coûts totaux de fabrication. Après avoir examiné plusieurs options, elle a décidé d'utiliser la suite logicielle de simulation Digimat pour modéliser les micromatériaux et macromatériaux des produits de verre respectifs afin d'élaborer une solution optimale.

La caractérisation virtuelle des matériaux par les ingénieurs en matériaux, qui a eu lieu ces 20 dernières années avec des logiciels de simulation comme Digimat-MF et Digimat-FE, permet maintenant d'étudier - à des coûts relativement bas par rapport à des essais physiques - pratiquement toute combinaison de matériaux. La composition virtuelle peut de ce fait être simulée pour déterminer les meilleurs candidats possibles parmi ces matériaux de pointe. En effet, les simulations multi-échelles permettent aujourd'hui aux utilisateurs d'effectuer des études approfondies de microstructures complexes et réelles, et aux ingénieurs de comprendre ainsi beaucoup mieux le comportement des matériaux pour identifier les paramètres de performance clés. Les logiciels de simulation modernes permettent donc aux ingénieurs d'aller au-delà de la caractérisation virtuelle pour effectuer une véritable optimisation du comportement. Cette approche offre des possibilité de conception et de fabrication tout à fait inédites, et aboutit à la création de produits et processus innovants.

Les matériaux avancés tels que les plastiques, composites, métaux durs, caoutchoucs et nanocomposites doivent se montrer de plus en plus performants ou présenter un plus haut degré de multifonctionnalité intégrée dans des secteurs comme l'aérospatiale, la construction automobile, l'industrie médicale et électronique, de même que la filière du pétrole et du gaz. De tels matériaux sont habituellement conçus comme matériaux multiphasés et constituent un grand challenge pour les ingénieurs en matériaux, malgré leur très grand potentiel et la haute complexité qu'ils permettent grâce à leurs propriétés avantageuses. Malheureusement, leur comportement est en général atypique (non linéaire, anisotrope, tributaire du processus), ce qui peut rendre la caractérisation et le contrôle très coûteux dans un processus de fabrication. Il est donc nécessaire de modéliser de façon prédictible leur performance avant d'investir dans un équipement de fabrication très cher."

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