De l’idée de composant à la pièce forgée prête pour la série
Une nouvelle pièce forgée voit le jour bien avant la production. De nombreuses questions décisives doivent être posées bien plus tôt : l’idée est-elle techniquement réalisable ? Quel matériau convient ? Le composant peut-il être conçu de manière adaptée à la fabrication ? Où se situent les potentiels d’optimisation en termes de poids, d’utilisation de matière, de coûts ou de bilan CO₂ ? Et comment s’assurer qu’une première ébauche devienne une pièce de série fiable ? Dès cette phase précoce, il est utile d’adopter le point de vue de la fabrication. Car ceux qui connaissent les possibilités et les limites du forgeage à chaud peuvent concevoir les composants dès le départ de manière à ce que fonction, rentabilité et fabricabilité s’accordent de façon optimale. Plus les exigences techniques sont clarifiées tôt, plus la conception et la fabrication peuvent être coordonnées de manière ciblée. Cela est particulièrement important pour les composants qui doivent résister à de fortes contraintes, sont intégrés dans des ensembles complexes ou doivent être optimisés selon des critères économiques et durables.
Ensemble vers la solution adaptée
Dans la pratique, un projet de développement commence généralement par un croquis, un plan, des données CAO ou un défi technique concret. Avec le client, nous déterminons les exigences du composant, les contraintes en service, les quantités prévues et les objectifs. Sur cette base, nous évaluons la faisabilité technique, conseillons sur le choix des matériaux, simulons les processus de mise en forme et examinons comment optimiser le composant pour une fabrication adaptée.
Le forgeage à chaud offre de nombreuses possibilités, à condition d’être intégré suffisamment tôt dans le développement. Les composants peuvent ainsi être conçus de manière à utiliser la matière de façon ciblée là où elle est nécessaire pour la fonction et la résistance. Parallèlement, l’orientation des fibres dans l’acier peut contribuer à obtenir des propriétés mécaniques robustes – à condition que le matériau, la géométrie, le procédé de mise en forme et le traitement thermique soient correctement harmonisés. Cela est particulièrement intéressant lorsqu’il s’agit de réévaluer des composants existants. Des pièces moulées, usinées ou soudées peuvent, sous certaines conditions, être remplacées ou développées par des alternatives forgées optimisées en poids. Il ne s’agit pas d’un simple changement de procédé, mais d’une approche technique globale : quelle fonction le composant doit-il remplir ? Quelles contraintes apparaissent en service ? Quelle géométrie est pertinente ? Quel matériau convient ? Quelles étapes d’usinage sont nécessaires ? Et comment produire ensuite la solution de manière économique et fiable sur le plan des processus ?
Les prototypes, pièces d’échantillonnage, d’essai et de présérie constituent un élément important des projets de développement. Ils apportent de la sécurité avant d’engager des investissements plus importants ou de prendre des décisions de série. L’essentiel est de savoir à quel point ces pièces sont proches de la fabrication ultérieure. Nous produisons des prototypes et des petites séries dans des conditions réalistes sur des installations de série. Ils offrent ainsi une grande valeur probante pour les essais, les validations et le démarrage ultérieur de la production en série. Nos clients peuvent contrôler les composants, évaluer les contraintes et obtenir des enseignements proches de la mise en œuvre industrielle. Cela réduit les risques, car la qualité, la capabilité du processus et la rentabilité peuvent être mieux évaluées avant le lancement en série. Ainsi, développement, prototype et série vont de pair.
Un exemple tiré de la pratique
Un client du secteur automobile s’est adressé à NEUMAYER avec une problématique technique concrète. Le composant existant était jusqu’alors moulé. L’objectif était de trouver une solution plus résistante, tout en répondant aux exigences de fonction et de situation de montage.
Sur la base des plans et des données CAO disponibles, nos services spécialisés ont d’abord vérifié la faisabilité technique. L’accent a été mis sur la géométrie du composant, les contraintes en service, le choix du matériau et la question de savoir comment concevoir le composant de manière adaptée au forgeage. L’évaluation a ensuite montré qu’avec un matériau alternatif et en tant que pièce forgée, le composant pouvait résister à des contraintes plus élevées dans la situation de montage.
En collaboration avec le client, il en est résulté une solution de composant adaptée, forgée chez NEUMAYER en tant que prototype dans des conditions de série, usinée mécaniquement et assemblée. Le client a ainsi obtenu des composants fiables pour les essais, les validations et la poursuite de l’industrialisation.
Cet exemple montre clairement l’importance d’un échange précoce. En effet, de nombreuses améliorations ne naissent pas seulement sur le produit fini, mais déjà lors de l’élaboration technique commune.
Innovation dans le processus
En tant qu’entreprise à forte intensité énergétique, nous savons que les développements techniques ne peuvent plus aujourd’hui être considérés uniquement sous l’angle de la fonction et des coûts. La consommation d’énergie, l’efficacité matière et le bilan CO₂ jouent également un rôle de plus en plus important. C’est pourquoi la durabilité fait partie intégrante de nos solutions techniques. Un exemple en est le développement d’un composant d’entraînement neutre en CO₂ sur le plan du bilan. Sur l’ensemble de la chaîne de processus, nous avons fabriqué une pièce forgée dont l’empreinte carbone a été nettement réduite grâce au choix du matériau, à l’utilisation d’électricité verte, à une conduite de processus adaptée et à d’autres mesures. Les émissions de CO₂ restantes ont été compensées par des certificats de haute qualité, afin d’atteindre pour ce composant une empreinte carbone nette de zéro sur le plan du bilan. De tels projets montrent ce qui est possible lorsque clients, partenaires de développement et production travaillent en étroite collaboration.
Notre procédé Controlled Cooling, perfectionné, a joué un rôle important à cet égard. Lors du forgeage, la chaleur disponible est réutilisée de manière ciblée, au lieu de réchauffer à nouveau les pièces après refroidissement, ce qui est énergivore. Il est ainsi possible d’obtenir de manière fiable les propriétés matière souhaitées, tout en réduisant nettement la consommation d’énergie et les émissions.
Nous accompagnons également les clients dans le choix des matériaux grâce à notre savoir-faire. Lorsque cela est techniquement possible et économiquement pertinent, des aciers à CO₂ réduit ou des matériaux alternatifs peuvent être utilisés. C’est précisément dans les phases précoces de développement que l’influence de telles décisions sur le produit final peut être particulièrement bien évaluée.
Partenariat de développement et d’innovation
Pour nous, un partenariat de développement et d’innovation ne signifie pas avoir une réponse toute faite à chaque question. Cela signifie plutôt prendre les défis techniques au sérieux, réfléchir en amont et développer ensemble des solutions viables.
Qu’il s’agisse d’une nouvelle idée de composant ou de l’optimisation d’une pièce existante : plus nous sommes impliqués tôt, mieux nous pouvons apporter notre expertise dans les domaines du forgeage à chaud, de la technologie des matériaux, du développement des procédés et de la production en série. Il en résulte des composants techniquement convaincants, fabriqués de manière économique et adaptés à l’application concernée.
