Méthodologie de conception d'outillages modulaires hybrides basée sur l'évaluation quantitative de la complexité de fabrication

Dans le contexte actuel de concurrence industrielle internationale, la diversité des produits proposés et leur complexité croissante imposent aux industriels de proposer des produits manufacturés innovants, de qualité, à moindre coût et dans des délais de plus en plus contraignants. Ainsi, les outillages (moules d'injection, matrices d'emboutissage, etc) doivent désormais être conçus et mis au point plus rapidement, être adaptables aux différentes variantes de produits et fabriqués à coût maîtrisé.

Les outillages peuvent être alors avantageusement conçus avec une double approche : modulaire et hybride. Les outillages sont vus non plus comme une seule pièce, mais comme un puzzle en trois dimensions, avec différents modules fabriqués séparément puis assemblés. L'approche modulaire permet de prendre en compte les différentes variantes d'une même famille de pièces à produire en facilitant un changement rapide des parties de l'outillage. L'approche hybride permet de choisir le procédé de fabrication le plus adapté pour chacun des modules de l'outillage. Nous nous sommes intéressés aux procédés d'usinage par enlèvement de matière ainsi qu'aux procédés de fabrication rapide par ajout de matière. Ces technologies additives arrivent à maturité et, bien qu'un haut niveau de qualité soit encore délicat à obtenir, les possibilités de réalisation de formes difficiles, voire impossibles, à usiner par enlèvement de matière rendent ces procédés très attractifs.

 Ce travail de thèse consiste donc en l'élaboration d'une méthodologie de conception d'outillages modulaires hybrides. Cette méthode permet, dans un premier temps, d'analyser la complexité de fabrication des outillages lors de leur conception. Dans un deuxième temps, une nouvelle conception de l'outillage est proposée, en appliquant les points de vue modulaire et hybride, afin de réduire la complexité de fabrication (et par conséquent, diminuer les temps et coûts de réalisation à qualité égale). La complexité de fabrication de ce nouvel outillage est ensuite analysée, puis comparée à la première afin de quantifier les gains induits par notre approche modulaire hybride.

Une maquette informatique a été développée et implémentée dans un logiciel de CAO pour mettre en évidence les possibilités d'utilisation de la méthodologie lors de la phase de conception d'outillages. Elle est testée sur différentes pièces-test et outillages industriels, en particulier dans le cadre du projet EMOA (Excellence dans la Maîtrise de l'Ouvrant Automobile haut de gamme) piloté par PSA Peugeot-Citroën.