Simulation des milieux granulaires et tribofinition : vers une maîtrise prédictive des procédés de parachèvement
Le parachèvement de surface est une étape finale que l’on évoque peu et que l’on modélise encore moins, alors qu’elle impacte la fonction et la performance de la pièce. La tribofinition, largement employée pour polir ou ébavurer des pièces de toutes formes et de tous matériaux, reste un procédé à la mise au point presque exclusivement empirique, fondé sur l’expérience opérateur et sur une logique d’essais-erreurs. L’essor de la fabrication additive métallique, générant des surfaces brutes rugueuses sur des géométries complexes, a fait de sa maîtrise un verrou technologique de premier plan.
Tableau 1. Principales familles de paramètres gouvernant un procédé de tribofinition.
Figure 1. Modèle de contact en méthode des éléments discrets : interpénétration δ, répulsion normale (ressort-amortisseur ou Hertz-Mindlin), frottement tangentiel de Coulomb et résistance au roulement.
Figure 2. Smuritropie à mouvement planétaire (médias de 9 mm) : (a) simulation du procédé, lit de médias colorés par la vitesse ; cartographies relevées sur la pièce en fin de cycle, (b) nombre de contacts cumulés et (c) angle d’impact moyen.
Figure 3. Bol vibrant sur pièce complexe de fabrication additive : (a) simulation du procédé, lit de médias colorés par la vitesse ; nombre de contacts cumulés sur la pièce avec des médias de (b) 6 mm et (c) 4 mm — les médias plus fins accèdent aux zones de jonction de la structure lattice.
Figure 4. Médias non-sphériques par level-set DEM : (a) principe, chaque particule est décrite par un champ de distance signée dont découlent directement la profondeur et la normale de contact ; (b) lit de pyramides arrondies simulé dans un tambour tournant (couleur : vitesse).
