Problématique industrielle

Pour l'exemple de la pièce mise en forme exposé dans la partie précédente, il a été mis en évidence l'influence de la cinématique sur la qualité de la pièce à vert. Dans ce cas, la qualité de la pièce est jugée sur son apparence et la présence ou non de fissures. Un critère important d'évaluation de la qualité concerne la distribution spatiale des densités au sein de la pièce. Des corrélations entre gradient de densité et fissure semblent exister. La cohésion nécessaire à l'éjection du massif de poudre compacté à vert requiert d'atteindre une densité minimale en fin de compression. Par ailleurs, l'effet de différentes cinématiques sur la distribution de densité finale est souligné par les expériences menées sur presse industrielle. Le découpage de la pièce suivi par une série de pesées en vue de déterminer la densité moyenne par zone est une méthode de mesure efficace. Cet effet ne peut pas être aisément évalué et quantifié par avance, excepté pour l'expert de la production qui met en uvre ce type de procédé. La distribution spatiale de densité intervient sur l'ensemble de la gamme de fabrication, elle conditionne en partie quelques caractéristiques de la pièce au frittage. Il est communément admis que le frottement est une deuxième source d'hétérogénéité de la répartition de densités. Ainsi, la valeur de celui-ci modifie l'amplitude de l'inhomogénéité de la répartition de densité. En outre, l'incertitude et la variabilité expérimentale (ou plus généralement en production) sur l'amplitude des déplacements fait directement varier la densité pour une compression mono-poinçon et la répartition de densités pour une compression multi-poinçons. Afin de pouvoir prédire de manière plus systématique la distribution des densités, dépendante du couplage de nombreux facteurs, la simulation numérique apparaît comme une voie de recherche prometteuse. Ainsi Wilkman & al. [WHO97] ont utilisé cet outil pour montrer l'influence de la modélisation du frottement. En effet, ils ont comparé par la simulation numérique, un coefficient de frottement constant et un coefficient de frottement fonction de la vitesse de compression et de la densité. Dans le cas d'une géométrie simple telle qu'un cylindre, la variation du type de modèle de frottement n'a pas d'effet notoire. Mais dans le cas de pièces dont la surface de contact entre la poudre et les outils est plus importante, le choix de la modélisation du frottement est plus sensible. L'outil de simulation numérique par éléments finis a été également utilisé par Frachon [FRA98] pour l'intégration et la validation d'une loi de frottement. Il en résulte des recommandations par rapport à la nature des éléments finis à employer et la densité minimum des maillages. Par ailleurs, cette étude plus généralement orientée vers les capacités des outils de simulation numérique a conduit à comparer deux codes de calculs au sens de leurs possibilités et de leur facilité d'emploi. A ce jour, de nombreux auteurs dont les travaux portent sur la mise en forme des poudres industrielles utilisent la simulation numérique. Les commentaires concernant les résultats relatifs à la compression à froid en matrice feront l'objet des prochains chapitres.