Procédés de fabrication mécanique - Quiz

Cours : Procédés de Production Mécanique

• Matière : Procédés de production mécanique
• Niveau : 2ème année Cycle d'Ingénieurs en Génie Industriel
• Enseigné par : Sirine CHTOUROU

Introduction aux procédés de production mécanique

• Définition : L'ensemble des méthodes utilisées pour transformer des matières premières en pièces ou produits finis, respectant des spécifications, dans différents domaines industriels (automobile, aéronautique, énergie, construction, etc.)
• Figure 1 : Exemples de produits finis (images)

Classification des procédés de fabrication

• Nature du matériau :
  • Métalliques : Soudage, forgeage, et moulage (adaptés aux métaux)
  • Non métalliques : Plastiques, céramiques et composites (injection pour les plastiques, frittage pour les céramiques)
• État du matériau :
  • Solides : Utilisation de matériaux sous forme solide (poudres, filaments, plaques)
  • Liquides : Techniques impliquant des matériaux liquides, comme le moulage par injection ou la coulée (images)

Méthodes de transformation

• Enlèvement de matière : Usinage, perçage (enlèvement de matière)
• Déformation plastique : Forgeage, emboutissage (transformation par déformation sans enlèvement de matière)
• Fusion : Moulage, fonderie (fusion des materiaux pour les mouler)
• Assemblage : Soudage, collage (assemblage de plusieurs pièces)

Technologie utilisée

• Procédés conventionnels: Techniques établies depuis longtemps comme le tournage et le fraisage
• Procédés non conventionnels : Assistés par ordinateur (FAO)
• Fabrication additive: Construire des objets couche par couche (impression 3D)

Cadence de production

• Pièce unique: Fabrication d’objets uniques ou prototypes
• Production en série: Techniques adaptées à la fabrication en grande quantité
• Gazeux: Procédés comme la pulvérisation (moins courant)

Procédés sans enlèvement de matière

• Mise en forme : Forge (à chaud, à froid), Emboutissage, Extrusion, Laminage
  • Fabrication additive : Dépôt de matière fondue (FDM), Frittage laser sélectif (SLS), Stéréolithographie (SLA)
  • Fonderie : Moulage en sable, en moules métalliques
  • Assemblage: Soudage (TIG, MIG, laser), Collage, Rivetage

Procédés avec enlèvement de matière

• Usinage conventionnel: Tournage, Fraisage, Perçage, Alésage
• Usinage non conventionnel: Usinage par électroérosion (EDM), Découpe laser, Découpe par jet d'eau, Centre d'usinage CNC (tour, fraise)
• Abrasion: Rectification, Polissage, Ponçage

Propriétés des matériaux et essais de caractérisation

• Propriétés des matériaux:
  • Mécaniques: Résistance mécanique, Dureté, Résilience, Ductilité, Ténacité
  • Physiques: Densité, Conductivité thermique, Conductivité électrique, Expansion thermique, Point de fusion
  • Technologiques: Usinabilité, Forgeabilité, Soudabilité, Coulabilité
  • Chimiques: Résistance à la corrosion, Réactivité chimique
• Essais de caractérisation: Essai de traction, Essai de dureté (Brinell, Vickers, Rockwell), Essai de choc Charpy

Traitements thermiques

• Trempe: Chauffage à haute température, refroidissement rapide (augmentation de la dureté)
• Revenu: Chauffage à une température plus basse, refroidissement lent (amélioration de la ténacité et de la résistance à la rupture)
• Recuit: Chauffage à haute température, refroidissement lent (augmentation de la ductilité, réduction du stress interne)

Procédés de fabrication avec enlèvement de matière

• Tournage: Définir le tournage comme un processus de fabrication de pièces métalliques par l'enlèvement de matière sous forme de copeaux, principalement utilisées pour donner forme (mise en forme) à des surfaces externes et internes de pièces de révolution; ainsi que des filetages. (diagrammes de processus).
• Fraisage: Procédé d'usinage qui utilise une fraise rotative pour enlever la matière, donner forme à des pièces prismatiques. Différents modes de fraisage (en bout, en roulant), les outils sont divisés en fonction de la taille et la forme (cylindrique, conique etc.), ainsi que des méthodes de fixation (trou lisse ou taraudé, queue cylindrique ou conique).
• Perçage: Usinage pour créer des trous cylindriques dans une pièce à l'aide d'un outil rotatif (foret).
• Rectification: Usinage par abrasion pour améliorer la précision dimensionnelle et la qualité de surface d'une pièce (technique plane, cylindrique).
• EDM (Décharge électrique): Usinage de pièces difficiles ou impossibles à usiner par des méthodes traditionnelles (utilisation de décharges électriques).
• Découpe laser: utilisation d'un faisceau laser pour découper ou graver des matériaux avec une grande précision (utilisation de la chaleur pour la fusion, combustion ou vaporisation du matériau, élimination des déchets par jet de gaz)
• Découpe par jet d'eau: Utilisation d'un jet d'eau à haute pression pour découper une large gamme de matériaux (idéal pour les matériaux tendres ou durs; utilisant un jet d'eau à très haute pressure).

Procédés de fabrication sans enlèvement de matière

• Moulage: Procédé de fabrication de pièces brutes par coulage de matériaux métalliques (fonte, acier, aluminium, cuivre); Les étapes incluent la fonte du métal, son coulage dans un moule et le démoulage en présence d'un modèle et d'un moule qui ne perd pas sa forme (moule non permanent) ou qui garde sa forme (moule permanent)
• Formage par déformation plastique: Utilisation de métaux malléables pour créer des pièces par le biais de transformations à froid ou à chaud, incluant forgeage manuel, forgeage mécanique, estampage, chaudronnerie, traçage, découpage (cisaille, sciage, oxycoupage, pliage, emboutissage, roulage).
• Matriçage : Forgeage avec des matrices pour donner la forme d'une pièce.
• Laminage : Réduction de la section d'un produit long en le faisant passer entre plusieurs rouleaux tournants.
• Extrusion : Formage qui se fait en forçant un bloc de métal chauffé à travers une filière.
• Emboutissage: Procédé pour transformer les tôles minces en pièces complexes à l'aide d'un poinçon (mécanisme de formage)
• Pliage: Opération de déformation permanente de tôles afin de leur donner la forme désirée.
• Découpage: Procédé rapide et économique pour obtenir des profils dans les métaux en feuilles (poinçonnage).
• Cintrage: Incurvation de la matière par des flexions successives (utilisation de cylindres).

Contrôle et métrologie

• Introduction : définitions de la métrologie en tant qu'ensemble d'opérations et de techniques permettant de contrôler la qualité; vérification conforme d'un produit.
• Caractéristique d'un instrument de mesure, y compris l'étendue de mesure, fidélité, justesse, précision et résolution.
• Définition et mesures pour étendre à la mesure, fidélité (calcul basé sur la variance), justesse (calcul basé sur la différence avec une valeur théorique), et précision (fidélité et justesse).
• Classification des instruments de mesure.
• Instruments de mesure directs: description de différents instruments, illustrations et leurs fonctions, incluant les méthodes de mesure.
• Instruments de mesure indirects: Description des méthodes de mesure par comparaison et de calibrage.

Testez vos connaissances sur les procédés de production mécanique. Ce quiz couvre divers types de procédés, y compris l'impression 3D et le soudage. Vous aurez l'occasion de répondre à des questions pratiques sur les outils et les méthodes de fabrication mécanique.