GIFA 2023 – simulation numérique

GIFA 2023 - simulation numérique des procédés de fonderie.

GIFA 2023 - simulation numérique des procédés de fonderie.

A la GIFA 2023, la simulation numérique était à l’honneur avec comme objectif de réduire l’impact environnemental. Du côté de la simulation des procédés, une fois de plus, pour cette nouvelle éditions, l’offre est multiple avec des fournisseurs plus ou moins récents, qui adressent tout ou partie des procédés de fonderie : Anycasting, C3P Software, ESI Group, Finite Solution Inc., Flow Science, Magma, Novacast, RWP, Transvalor…). La simulation est désormais un passage obligé pour concevoir à moindre coût une pièce. Elle permet de réduire les délais de développement en éliminant de nombreuses étapes de mise au point expérimentales plus couteuses en énergie, matière première et main d’œuvre.

GIFA 2023 – optimisation de la simulation numérique

On ne remarque pas de grande révolution dans ces domaines mais plutôt une utilisation désormais principalement tournée vers l’optimisation du processus afin de réduire son impact environnemental et d’augmenter la durabilité à chaque étape de la chaine de valeurs.

A ce titre, parmi les prix ecoMetals qui récompensent les entreprises exemplaires de l’industrie des métaux qui sont déjà sur la voie de la transformation, Magma a été mis à l’honneur en remportant le prix dans la catégorie « ecoTechnology » (Fig. 1).

Figure 1 - remise du prix ecoTechnology pour Magma.
Figure 1 – remise du prix ecoTechnology pour Magma.
Figure 2 - HOLLOTEX Shroud - Filtration et control des turbulences pour grosses pièces en acier.
Figure 2 – HOLLOTEX Shroud – Filtration et control des turbulences pour grosses pièces en acier.

Cette année, MAGMA et FOSECO célèbrent le 20ème anniversaire de leur alliance avec la sortie d’une nouvelle version du module FOSECO Pro. La base de données permet à l’utilisateur de sélectionner un produit de la gamme FOSECO disponible, en chargeant Les géométries 3D et les propriétés du produit. De nouvelles fonctionnalités ont été ajoutées ; par exemple, pour les fonderies d’acier, le module Pro propose désormais le système de coulée HOLLOTEX (Fig. 2), avec l’assemblage complet de déviateurs ou de boîtes de filtre facilement disponibles.

GIFA 2023 – Réduction de l’impact environnemental

La réduction de l’empreinte environnementale est la principale mission affichée pour Novacast : « Nous nous concentrons sur des solutions techniques qui réduisent l’empreinte environnementale et notre mission est de contribuer à une industrie de fonderie responsable. » Le système ATAS MetPro de Novacast (Fig. 3), associé à ATAS MetStar (système de contrôle des procédés métallurgique) est ainsi mis en avant. Il permet de communiquer à la fois avec différents appareils de mesure et de contrôle, ainsi que des équipements de production pour la correction du processus tels que la température ou l’ajustement chimique (via couplage au spectromètre, LECO) afin stabiliser le procédé.

Figure 3 - Novacast ATAS MetPro.
Figure 3 – Novacast ATAS MetPro.

On peut aussi remarquer que les fournisseurs s’attachent de plus en plus à limiter l’impact de l’utilisation de leur logiciel. Même si ses évolutions ne sont pas forcément visibles au premier abord, elles sont essentielles pour réduire l’impact environnemental. Ainsi, dans la nouvelle version de Procast, ESI intègre une nouvelle façon de prendre en charge le maillage (élément quadratique) qui permet d’augmenter la fiabilité des résultats et de réduire encore les étapes de mise au point, avec des améliorations dans le domaine de la prévision des criques à chaud, de la microstructure ou de la modélisation de l’entrainement de l’air. De plus, les formats d’import s’enrichissent, permettant une meilleure flexibilité d’import pour chaque utilisateur. Un effort particulier est aussi constamment fait pour réduire les temps de calcul en permettant l’utilisation de plusieurs cœurs pour un calcul couplé en modélisation remplissage/solidification/mécanique (Fig. 4).

Figure 4 - ESI – Procast réduction des temps de calcul couplé.
Figure 4 – ESI – Procast réduction des temps de calcul couplé.

Il en est de même pour Flow Science qui propose FLOW-3D CLOUD, un service de cloud computing qui permet d’étendre les ressources logicielles et matérielles disponibles à des milliers de cœurs de calcul. Conçu pour exécuter des simulations extrêmement importantes, des études paramétriques ou des plans d’expériences (DOE), FLOW-3D CLOUD (Fig. 5) permet d’étendre les capacités de simulation sans se soucier de l’acquisition et de la maintenance d’un cluster.

Figure 5 - FLOW-3D CLOUD permet de réduire les temps de calcul.
Figure 5 – FLOW-3D CLOUD permet de réduire les temps de calcul.

Avec THERCAST, Transvalor ambitionne de devenir l’un des leaders de la simulation fonderie et de permettre le chaînage d’outils de simulation des procédés (forge, fonderie, emboutissage, soudage, etc.). L’objectif est d’alléger le logiciel (notamment en ce qui concerne la mémoire utilisée) afin d’être plus efficient. Parmi les nouveautés de THERCAST 3.0 on peut citer :

Figure 6 - THERCAST - La simulation du procédé lost foam.
Figure 6 – THERCAST – La simulation du procédé lost foam.
  • L’électromagnétique (induction) en coulée continue et fonderie (couplage) ;
  • Le reverse engineering et l’optimisation des paramètres (position des attaques, des masselottes…) ;
  • Les moules virtuels, filtres, inlets, le suivi des inclusions, l’autoradiation

La simulation du procédé lost foam (Fig. 6) est actuellement un sujet de R&D d’importance chez Transvalor, avec des thèses sur introduction d’un modèle simplifié pour réduire les temps de calcul et améliorer la prédiction pour le modèle fluide de l’avancée du front de métal dans le polystyrène, sur le remplissage du sable ou l’enduction et la compressibilité du gaz.

GIFA 2023 – Enrichissement des bases de données

On remarquait aussi à cette GIFA 2023 en simulation numérique, que l’enrichissement des bases de données matériaux adaptées à chaque utilisateur (alliage, matériau de moulage, produit de fonderie…) reste, pour tous les fournisseurs, un domaine crucial. En effet, ces bases de données adaptées à chaque logiciel, sont le point de passage obligé de la mise en données, sans lesquelles rien de fiable n’est possible.