Étude de faisabilité de soudure laser : nos bonnes pratiques
Quand on a besoin d’identifier un problème ou de gagner en productivité sur une ligne de production ou encore d’incorporer une nouvelle évolution dans le processus de production, il n’y a qu’une seule chose à faire : une étude de faisabilité. C’est un prérequis incontournable pour assurer la viabilité d’un projet et garantir une ligne de production fonctionnelle en industrie de pointe. Voici nos bonnes pratiques.
Les éléments à regarder pour une étude de faisabilité pour la soudure
Une étude de faisabilité de soudure laser doit tenir compte de plusieurs éléments spécifiques au projet et aux besoins du client : la matière des composants à souder et la destination finale du produit.
La matière ou les composants à souder
L’ingénieur commence par regarder la matière, les composants fragiles, la géométrie des pièces et le plan de joint à souder. Il détaille aussi les connecteurs ou autres composants qui ne doivent pas subir d’échauffement thermique.
La spécificité du produit fini
L’étude de faisabilité consiste aussi à vérifier si la théorie peut se mettre en pratique, ou s’il faut induire de nouveaux investissements pour atteindre l’objectif du client. Quelle est l’application finale du produit ? Doit-il être utilisé dans l’espace (sur Mars, par exemple) ou dans un corps humain (secteur médical) ? Les besoins et le choix de la technologie peuvent être très différents !
Ce sont les besoins du client qui déterminent le choix de la technologie adéquate.
Les 6 grandes étapes d’une étude de faisabilité
Étape 1 : recueil des besoins client
Une étude de faisabilité de soudage laser commence par des échanges entre le client et l’ingénieur pour en savoir plus sur la matière et la pièce à traiter.
Au cours de cette première étape, il est indispensable de connaître toutes les exigences du client et de son secteur d’activité ainsi que les contraintes et le cahier des charges de la pièce à souder.
Étape 2 : choix de la technologie laser
L’ingénieur opte ensuite pour la technologie laser qui correspond aux exigences du projet.
Dans les cas les plus compliqués, il est parfois nécessaire de faire des études de fissuration à chaud, avec :
- calculs pour vérifier la compatibilité des matières ;
- recherches dans la base interne ou dans la littérature scientifique ;
- simulations numériques de soudage ou de trajectoire.
Étape 3 : préparation d’une série d’essais
Un test sur éprouvette permet de valider la faisabilité et de limiter les risques sur les véritables pièces du client. L’expérience et le savoir-faire du technicien sont déterminants pour mener ce test sur éprouvette et s’approcher de la réussite du premier coup – si le projet est possible.
Le temps de ce test varie en fonction de la difficulté du projet à mettre en place (de 2 heures à plusieurs jours).
Étape 4 : préparation et test de l’outillage
L’outillage (posage) est l’outil qui permet le maintien des pièces pendant le soudage. Nécessaire pour toutes les pièces qui ont besoin d’être orientées de façon complexe, le test d’outillage est réalisé par un bureau d’études.
Étape 5 : essai sur machines
Une fois ces premières étapes passées, un test grandeur nature est réalisé sur les machines pour déterminer les bons paramètres afin d’obtenir le résultat attendu par le client.
Selon les projets, le responsable de production et le responsable qualité sont impliqués tout au long du processus. Ils discutent ensuite des résultats du test et élaborent des pistes d’amélioration – en termes de rendement, d’esthétique ou d’industrialisation.
En fonction de la complexité du projet, il peut se passer plusieurs mois entre la phase de consultation et la phase de réalisation.
« De part les applications diverses et les typologies de métier auxquels nous nous adressons, nous devons toujours nous adapter et prendre en compte les évolutions de la technologie dans notre étude de faisabilité, tout ça rend notre travail inédit ! »
Michel Almuneau – Laser Rhône Alpes
Étape 6 : modélisation de l’étude et rendu du DMOS
- Rendu de l’OT (ordre de travail) ;
- Envoi d’une déclaration de conformité aux clients ;
- Envoi du FAI (first article inspection) sur les premières pièces – ce document fixe les conditions opératoires ;
- Rendu éventuel du DMOS* au client.
Dans certains cas particuliers, comme l’aérospatial, le nucléaire, les équipements sous pression, le sous-traitant en soudage laser doit certifier la qualification des soudures voire même celle des techniciens.
Si la faisabilité n’est pas éprouvée
Parfois, une étude de faisabilité aboutit à un constat… de non-faisabilité. La décision est alors difficile à prendre et complexe pour les experts.
Un exemple de projet non faisable
Nous avons récemment procédé à une étude de faisabilité d’une soudure de feuilles d’aluminium très fines (plusieurs centièmes de millimètres). Les souder sans les déformer, tout en restant étanche, s’est révélé impossible. C’est un produit compliqué qui présente de nombreuses contraintes de déformation.
Projet non faisable… pour le moment ! Car la technologie évolue très vite dans le domaine de la soudure laser.
Étude de faisabilité d’un projet de soudure : les ressources utilisées
Dossier produit (premier document)
Le dossier produit est rempli par les chargés d’affaires avec le client. Il contient le plan et le cahier des charges et récapitule tous les besoins clients. Les techniciens l’enrichissent au fur et à mesure de l’étude de faisabilité, en fonction des difficultés rencontrées ou non.
Le dossier produit permet la mise en place d’un suivi du projet de la phase de prototypage à la phase d’industrialisation et offre un historique complet de chaque produit.
Ordre de travail (OT – deuxième document)
Un OT est réalisé pour chaque prototype, première série ou série industrielle. Il permet le suivi des pièces dans un document unique comprenant un numéro de lot et de commande ainsi que le descriptif du mode opératoire.
Une étude de faisabilité de soudure laser implique une méthode rigoureuse et beaucoup de savoir-faire de la part des techniciens et experts. Les articles scientifiques et bibliographiques nourrissent l’étude mais c’est aussi l’expérience technique du sous-traitant qui est déterminante. Ce dernier possède généralement un fichier “historique” qui permet de gagner du temps dans les développements.
