[Étude de cas] Outillage complexe pour l’usinage de tubes coudés en acier inoxydable hors normes
Développement d’un outillage complexe pour l’usinage de tubes coudés en acier inoxydable hors normes
Client :
Concepteur et constructeur de centrales nucléaires
Secteur :
Énergie
Domaine d’expertise :
Design mécanique • Fiabilité • Tenue mécanique
Notions clés :
Développement outillage hors norme • Design mécanique • Acier inoxydable
Intervenants :
- Xavier P. : Docteur Ingénieur Calcul mécanique • Go Concept • 5 années d’expérience • Calcul
- Thomas G. : Ingénieur Conception mécanique • Go Concept • 1 année d’expérience • Design
- Stéphane H. : Docteur Ingénieur Fiabilité des assemblages mécaniques • Go Concept • 12 années d’expérience • Expert Fiabilité
- Vincent Delavergne : Directeur Technique • Kepax • 15 années d’expérience • Chef de Projet
Contexte du mandat :
Notre client conçoit et construit des centrales nucléaires.
Dans le cadre de son activité, il doit équiper les centrales d’énergies avec des systèmes de refroidissement hors normes.
Ces systèmes sont composés, en partie, de tubes en acier inoxydable de plusieurs dizaines de tonnes et avec des formes coudées qui complexifient leur fabrication.
La stratégie industrielle de notre client est donc, pour l’un de ses sous-ensembles, de réaliser une ébauche forgée de pièce, puis de l’usiner sur un tour géant de manière à obtenir la forme finale du tube coudé. Outre le fait que l’usineur partenaire ne dispose pas d’outillage adapté à ce type de produit, la complexité de l’étape d’usinage réside dans la forme de la pièce qui génère un balourd non-négligeable lors de sa mise en rotation.
Notre client a mandaté Go Concept pour le développement d’un outillage adapté au produit et à ses dimensions hors normes.
L’objectif du mandat a été de proposer un concept innovant d’outillage, de le concevoir en validant sa tenue mécanique au regard des sollicitations mécaniques qu’il allait subir.
L’intervention réalisée
Le développement de cet outillage hors norme a été piloté par la mise en place d’une approche projet, avec les étapes et jalons suivants :
1. Définition de la spécification de besoins :
Lors de cette étape, l’équipe Go Concept a confirmé avec le client et le partenaire industriel, l’usineur, l’ensemble des besoins et des contraintes produits et process. Ceci a permis de figer une spécification technique en début de développement, cahier des charge de l’outillage que Go Concept devait développer.
2. Proposition de concept :
Une seconde étape a consisté à étudier et à proposer au client plusieurs concepts d’outillage pouvant répondre au besoin spécifié. Le concept à développer a été convenu lors d’un jalon de fin de pré-étude, avec le client. Un second concept, back-up, a été identifié en cas de blocage technique sur le concept préféré
3. Définition et optimisation du design :
L’ingénieur calcul a validé la tenue mécanique de l’itération proposée par le concepteur mécanique. Les propositions d’optimisation de design sont également analysées pour permettre au produit d’atteindre les objectifs fixés. Cette longue étape nécessite une excellente communication au sein du binôme design-calcul. Une revue formelle de conception, avec le client, a validé le design final du produit et sa compliance avec les besoins exprimés dans la spécification technique.
4. Design freeze et livraison client :
Après la validation du design, chaque métier a rédigé la documentation requise. L’ingénieur conception a finalisé le design produit et a réalisé les mises en plan des ébauches, des pièces usinées et des assemblages. Un dossier de conception complet a été remis au client. En parallèle, l’ingénieur calcul a rédigé le dossier de calcul confirmant la tenue des exigences mécaniques (raideur, inertie, tenue mécanique, calcul de durée de vie, maintenances programmées…). L’ensemble de ces documents ont été remis au client qui réalisera la fabrication et l’assemblage de l’outillage.
Les résultats du mandat :
Ce mandat fut une réussite avec une livraison, dans les délais, d’un dossier de conception complet d’un outillage répondant aux spécifications techniques définies en début de mandat.
L’outillage a été fabriqué et assemblé par le client chez son partenaire.
Aujourd’hui, cet outillage est utilisé pour les usinages de ces éléments hors normes des systèmes de refroidissement des centrales d’énergie.
