L’équipe Modélisation et mise en forme des matériaux du laboratoire de Mécanique appliquée Raymond Chaléat (LMA) de l’université de Franche-Comté développe depuis plusieurs années des travaux de recherche centrés sur la caractérisation et l’élaboration de modèles pour la simulation numérique et l’analyse des procédés de fabrication.
• La société AUGÉ DÉCOUPAGE à Besançon, leader dans le découpage de précision en grande série de petites pièces en alliages cuivreux, découpe 5 milliards de pièces par an principalement destinées à l’industrie des composants électroniques ― contacts de connecteurs et supports de circuits intégrés ―, avec une spécialité mondiale dans les « Leadframes » de semi-conducteurs de puissance en matériau bi-épaisseur. Dans le but d’améliorer la qualité des produits découpés, la tenue des outillages et la quantité des pièces découpées, tout en réduisant les bruits et pollutions des presses et autres machines de fabrication des outillages, la société AUGÉ a confié une étude* au laboratoire de Mécanique appliquée portant sur la compréhension de l’opération de découpage de précision d’alliages cuivreux en très faible épaisseur (< 0.3 mm) et à grande vitesse (1 000 cps/mn).
• Dans un premier temps, l’étude a porté sur la caractérisation expérimentale de l’opération de découpage. Les paramètres technologiques et matériels impliqués dans le processus de découpage sont très nombreux. Aussi un vaste plan d’expériences, réalisé avec le concours de la société BRUDERER, fournisseur de presses de découpage (Frasnacht Suisse), a permis d’évaluer qualitativement les paramètres technologiques les plus influents sur la qualité du découpage et les efforts mis en jeu. Les paramètres matériels ont été étudiés à travers l’analyse du comportement mécanique de la matière pendant un découpage.
• Un outillage original a été réalisé et instrumenté de manière à mesurer les efforts mis en jeu. Doté d’un système d’enregistrement par caméra CCD équipée d’optiques spéciales, cet outillage permet, en outre, de suivre en continu la déformation dans l’épaisseur de la tôle avec une résolution de 1 pixel pour 1 œm. Les essais réalisés sur un nombre important d’alliages cuivreux fournis par la société GRISET (Villers St Paul dans l’Oise) ont permis d’évaluer les qualités de découpabilité de la matière.
• La seconde phase des travaux est consacrée au développement d’un modèle représentatif du comportement mécanique de la tôle pendant le découpage. Ce modèle, développé au laboratoire, prend en compte les paramètres technologiques et matériels ayant une influence notable sur la qualité géométrique de la découpe. Le modèle a été introduit dans le code de calcul par éléments finis POLYFORM du laboratoire. La base de données expérimentales, obtenues lors de la première phase, permettra de valider le modèle développé et d’identifier par méthode inverse les paramètres matériels associés. L’utilisation de cet outil de simulation numérique permettra de définir la valeur optimale des paramètres technologiques et matériels pour l’obtention au moindre coût d’un produit répondant aux spécifications des clients de la société AUGÉ.
• Cette étude contribue à améliorer la compréhension scientifique du découpage d’alliages cuivreux en faible épaisseur et en petite dimension pour des fabrications en grande série. Les retombées technologiques concernent, notamment, l’amélioration de la qualité et de la quantité des produits découpés, et de la tenue des outillages.
Philippe Picart
Laboratoire de Mécanique appliquée Raymond Chaléat
Université de Franche-Comté
Tél. 03 81 66 60 44
philippe.picart@univ-fcomte.frClaude Imbert
Directeur Recherche
AUGE DECOUPAGE Besançon
Tél. 03 81 40 22 00
claude.imbert@augedecoupage.com
