Ce projet est né d'un tube de cadre structurel utilisé dans un scooter électrique.
Au début, l'exigence ne semblait pas compliquée : la pièce devait être légère, mais suffisamment solide pour supporter les vibrations et les charges de conduite à long terme.
Au début,moulage sous pressionétait la première option proposée, principalement parce qu’il s’agit d’un moyen courant et économique de réaliser ce type de géométrie.
Mais une fois que nous avons approfondi l’application et commencé à examiner les premiers échantillons, certaines préoccupations structurelles sont devenues plus claires.
Avec conventionnelmoulage sous pression, la situation extérieure était bonne, mais la situation intérieure était moins stable que prévu.
Dans certaines zones plus épaisses, nous avons remarqué une petite porosité et la densité n'était pas totalement cohérente sur toute la pièce. Ces problèmes ne sont pas inhabituels en coulée, mais pour un tube porteur structurel, ils deviennent plus critiques avec le temps sous l'effet des vibrations.
D’un autre côté, le forgeage complet améliorerait la résistance, mais réduirait également la liberté de conception et augmenterait considérablement les coûts et les efforts d’usinage.
La vraie question n’était donc pas de savoir « quel processus est le meilleur », mais plutôt :
Comment pouvons-nous équilibrer la résistance, le coût et la fabricabilité en une seule solution ?
Au lieu de choisir entre le moulage et le forgeage, nous avons utilisé une approche intégrée du moulage et du forgeage.
La principale différence est le timing.
A ce stade, le matériau n’est pas encore complètement solide lorsqu’une pression est appliquée à l’intérieur du moule. Il se situe toujours quelque part entre le liquide et le solide, il se comporte donc davantage comme une structure fluide plutôt que fixe.
De ce fait, la structure interne peut toujours bouger et s’ajuster pendant la solidification, au lieu d’être « réparée » et corrigée plus tard après avoir complètement durci.
D’un point de vue pratique, il ne s’agit pas d’appliquer davantage de force.
Il s’agit plutôt de contrôler les conditions de mise en forme au bon moment.
Si la pression est appliquée trop tôt ou trop tard, l’effet est limité. Mais lorsqu’elle est bien contrôlée lors de la solidification, la structure interne devient beaucoup plus stable.
Cela permet de réduire les problèmes typiques de moulage tels que la porosité et les zones internes faibles, en particulier dans les sections les plus épaisses de la pièce.
Après avoir modifié le processus, la première chose que nous avons remarquée est que la qualité interne est devenue plus stable d'un lot à l'autre.
Le problème de porosité qui nous préoccupait était toujours présent dans certaines zones, mais il était beaucoup moins aléatoire que les échantillons de coulée initiaux.
Lors des tests de vibration, le comportement était également plus cohérent. Cela ne ressemblait pas à un grand saut de performance, mais plutôt à une réduction des points faibles.
Dans la plupart des cas, nous ne commençons à envisager ce type de processus que lorsque le moulage seul n'est pas suffisamment stable, mais se lancer dans le forgeage complet n'est toujours pas pratique.
Cela apparaît généralement dans des parties où la conception est déjà assez optimisée, il n'y a donc pas beaucoup de place pour évoluer vers un processus plus lourd ou plus coûteux.
Nous avons vu des situations similaires dans les composants de scooters électriques, les structures de vélos électriques et d’autres pièces légères en aluminium où la résistance et l’efficacité de la production doivent être équilibrées.
Dans de nombreuses pièces structurelles en aluminium, le véritable défi n’est pas de choisir entre le moulage ou le forgeage.
Il s’agit de contrôler le comportement du matériau lors de sa formation.
Une fois cela compris, le processus devient moins une question de « méthodes » que de « contrôle ».
Si vous développez actuellement des pièces structurelles en aluminium et que vous êtes confronté à des défis similaires en termes de résistance, de coût et de fabricabilité, il peut être utile de revoir l'approche de formage dès les premiers stades de la conception.
Si vous avez déjà des dessins ou un concept, n'hésitez pas à les partager. Nous pouvons vous donner une suggestion pratique basée sur des projets similaires que nous avons traités.
