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FP7

TAILORTOOL — Résultat en bref

Project ID: 228841
Financé au titre de: FP7-NMP
Pays: Espagne

Retour des composants en acier de haute qualité

L'acier à très haute résistance (ultra-high–strength steel, UHSS) possède d'excellentes propriétés mécaniques permettant une réduction de l'épaisseur et du poids sans compromis au niveau de la résistance. Les scientifiques ont mis au point de nouveaux matériaux de machine-outil destinés à résister à des conditions de traitement extrêmes.
Retour des composants en acier de haute qualité
Le choix de l'UHSS s'impose pour des performances optimisées de résistance aux chocs en cas d'utilisation dans des composants structurels de l'industrie automobile. Toutefois, les conditions (thermomécaniques) de température et de pression extrêmes requises durant la formation réduisent considérablement la durée de vie des outils et augmentent les coûts de production. Le matériau doit donc faire face à une concurrence intense des matériaux composites légers faciles à traiter et souvent importés de pays extérieurs à l'UE.

Un important consortium de partenaires industriels et de chercheurs a abordé ce problème grâce au financement par l'UE du projet TAILORTOOL («Development of new tool materials with tailored thermomechanical properties»). Les chercheurs visaient à améliorer les performances des outils en développant de nouveaux matériaux à gradient de fonctionnalité (functionally graded materials, FGM). Ces FGM seraient capables de présenter une variation progressive de la conductivité thermique ou de la microstructure, selon l'application. Les scientifiques ont également pu personnaliser les produits en implémentant de nouveaux matériaux dans les machines d'usinage.

Les scientifiques se sont concentrés sur quatre matériaux différents et processus couvrant l'estampage à chaud, le forgeage à chaud, le moulage par injection sous pression et le formage à froid. Les matériaux traités étaient l'UHSS, les tôles d'acier durcies de classe B et les alliages légers. Les informations relatives aux effets thermomécaniques sur les outils industriels en service ne sont pas encore disponibles. Les scientifiques ont dès lors mis au point des capteurs spécialisés avec des temps de réponse rapides pour mesurer avec précision, pour la première fois, le flux de chaleur et la température locale à la zone de contact. Les données ont été introduites dans les simulations d'éléments finis (EF) pour optimiser les matériaux et les propriétés des outils.

Les chercheurs ont développé trois familles de matériaux et outils pour les processus de fabrication donnés. Elles ont été spécialement conçues pour améliorer les performances des outils, l'efficacité du processus et la qualité des produits. Les propriétés thermiques ont été sélectionnées pour améliorer la résistance à la fatigue thermique ou pour permettre l'estampage à chaud pour produire des composants à gradient de fonctionnalité. Les propriétés mécaniques ont été optimisées via une microstructure améliorée et l'utilisation de particules dures pour augmenter la résistance aux dommages mécaniques.

Le projet TAILORTOOL a donné de nouveaux matériaux pour les machines d'usinage capables de résister aux conditions thermochimiques extrêmes requises pour former de l'UHSS. Ces développements doivent avoir un impact positif majeur sur l'industrie de l'acier et sur les fabricants et même sur les performances de résistance aux chocs des voitures.

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