Pratique - A6

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Bienvenue dans le volume Pratique. Ce volume contient une collection de pratique documents fournissant des conseils et étape par étape workflows on pierre composite conception et fabrication de matériaux. En cliquant sur les liens ci-dessous, vous pouvez accéder à la pratique de pointe pour développer, optimiser et dépanner une pièce, un procédé ou une usine. Vous voulez en savoir plus sur le volume Pratique ? Se référer au Niveau I vue pour naviguer rapidement dans le volume Pratique et en savoir plus sur les différents types de flux de travail. Se référer au Niveau II pour en savoir plus sur le volume Pratique et les concepts sous-jacents de ce volume.

Niveau I

Niveau II

Développement de produit intégré

Optimisation de la production

Dépannage de la production

En savoir plus

Vous décidez de votre processus de conception/fabrication de pièces et avez besoin de conseils ? Cette section du KPC fournit des conseils sur la conception de votre produit composite, de la détermination des exigences fonctionnelles au développement d'une usine complète. Vous serez guidé d'une page blanche à la conception conceptuelle puis détaillée de la production, et à la production. Vous trouverez également des informations détaillées sur l'aménagement de votre usine ainsi que sur l'équipement et l'outillage dont vous aurez besoin. Cliquez ici pour explorer les documents pratiques de développement de produits intégrés.

Avez-vous un processus de fabrication existant mais souhaitez-vous améliorer la qualité de vos pièces, augmenter le débit ou réduire les coûts ? Cette section vous aide à optimiser votre processus et votre usine en utilisant la qualité, le taux et le coût comme fonctions objectifs. Cliquez ici pour explorer les documents pratiques d'optimisation des produits.

Votre processus de fabrication ne répond pas aux exigences ? Cela peut être le résultat d'une seule étape de processus ou d'une combinaison de plusieurs étapes de processus ne répondant pas aux spécifications. Cela peut être dû à la disposition des étapes du processus elles-mêmes. Cette section fournit une assistance au dépannage en utilisant les résultats suivants comme guide : gestion thermique, dépôt de matière, écoulement et consolidation, contraintes résiduelles et contrôle dimensionnel et assemblage. Cliquez ici pour explorer les documents pratiques de dépannage du produit.

Comment utiliser ce volume

Structure des volumes

La pratique est l'endroit où les ingénieurs passent la plupart de leur temps et où une quantité substantielle de valeur et de coût peut être gagnée ou perdue. Une bonne prise de décision lors de la mise en pratique des connaissances signifie que peu de retouches doivent être effectuées sur les pièces physiques et les processus utilisés pour fabriquer les pièces. Cela conduit à des usines efficaces avec un minimum de temps d'arrêt, de reprises et d'interventions, de non-conformités, de pièces mises au rebut, etc.

1. Développement de produit intégré
2. Optimisation de la production
3. Dépannage de production

Les lignes directrices sont présentées dans le but de vous aider, l'utilisateur des connaissances, à comprendre quelles sont les meilleures étapes à suivre pour prendre des décisions judicieuses tout en naviguant dans ces flux de travail. Les documents de pratique s'appuient sur Connaissances fondamentales, Connaissance des systèmes et des informations de la Catalogue des systèmes lorsqu'il décrit comment et pourquoi certaines mesures doivent être prises. Les documents de méthode sont particulièrement importants et référencés tout au long des documents de pratique puisqu'une pratique donnée consiste à exécuter les méthodes pertinentes. Alors que les pratiques pour différents aménagements d'usine peuvent avoir un contenu de haut niveau différent, il est important de noter qu'une grande partie du contenu de bas niveau (documents de méthode, connaissances fondamentales et systèmes spécialisées) est identique partout et que la même physique et les mêmes interactions s'appliquent dans tous les cas, même si certains aspects peuvent être plus importants pour certains processus de fabrication que d'autres.

Comme indiqué dans Connaissance des systèmes, il existe quatre classes d'objets qui interagissent les uns avec les autres en tant que système pour définir complètement un (sous-)processus : Matériau, Forme, Outillage et consommables, et Équipement (MSTE collectivement). Dans ce volume de pratique, nous utilisons le concept d'indices de porte de conception pour décrire l'état de chacun des MSTE classes d'objets. Les quatre indices de design-gate possibles sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Index de la porte de conception	Nom de l'index de la porte de conception	Design-gate Index Signification
_	Page blanche	Aucune décision ou engagement n'a encore été pris.
1	Dépistage conceptuel	Des décisions conceptuelles ont été prises. Vous avez sélectionné le(s) type(s) de votre système de fabrication (MSTE) mais rien n'a encore été acheté. À ce stade, vous disposez d'une grande liberté pour apporter des modifications, car le coût du changement est faible.
2	Sélection préliminaire	Les choix de conception sont évalués et les options sélectionnées. Vous avez sélectionné et spécifié tous les objets de votre système de fabrication (MSTE). Les objets MSTE sont entièrement spécifiés et certains peuvent être achetés, mais ils peuvent toujours être modifiés pour modifier leur effet sur le système. Il y a une certaine liberté d'apporter des modifications; le coût du changement est élevé, mais raisonnable.
3	Finalisation détaillée	Le système de fabrication (MSTE) est maintenant prêt pour la production. Vous avez finalisé et qualifié votre système de fabrication (MSTE) et avez satisfait à toutes les spécifications. Vous n'avez pratiquement aucune liberté de changer quoi que ce soit à propos de votre processus. Au minimum, tout changement entraînera un coût substantiel.

Dans ce contexte, Workflows de développement de produits intégrés sont des workflows qui ont pour objectif de progresser dans la conception de la production, vers la pleine production (design-gate index = 3). Workflows d'optimisation de la production ont pour objectif de trouver une meilleure combinaison de choix de conception pour améliorer la configuration de production. En ce sens, les indices de conception commencent et se terminent toujours à 3 (production) pour un workflow d'optimisation. Workflows de dépannage de production chercher à répondre à la question "pourquoi?". Lorsqu'une configuration de production ne fonctionne pas correctement, il est important de comprendre ce qui a causé cela et de comprendre pourquoi les systèmes de votre processus de fabrication manquent de robustesse. Les flux de travail de dépannage vous aident à revenir en arrière dans le processus de développement (vers 1) pour trouver la cause racine afin que la cause racine puisse être corrigée en suivant les étapes appropriées. Workflow de développement de produits intégré.

Le tableau ci-dessous décrit les résultats du MSTE après avoir terminé l'index de conception 1 pour le dépistage conceptuel. Ceci est couvert dans le développement de produits intégré sous spécifiquement Développement de produits. Le passage de l'état 1 à l'état 2 correspond au développement de chaque étape du processus, qui est la deuxième section du développement de produit intégré :

Classe d'objets	Sens
Matériau (M)	Vous avez sélectionné les types de matrice (thermodurci vs thermoplastique, polyester/vinylester/époxy, etc.), matériau de renfort (fibre de verre, fibre de carbone, fibre d'aramide, etc) et l'architecture de renfort (unidirectionnel, tissé, tressé, NCF, non tissé, tricoté, etc.) basée sur le flux de travail principal du processus/de l'usine, les considérations de coût, de cadence et de qualité.
Formes)	Vous avez une structure fonctionnelle et des principes de travail définis. La taille globale, la forme et les interactions avec les autres pièces sont définies.
Outillage & consommables (T)	Compte tenu de l'équipement et du ou des processus/flux de travail de l'usine sélectionnés, vous avez une idée du type d'outillage et de consommables que vous souhaitez utiliser (outil unilatéral/outil multi-faces, outil chauffé/outil passif, fluide fluide, etc. .
Équipement (E)	Vous avez sélectionné les principaux processus/flux de travail d'usine que vous souhaitez prendre en compte pour la pièce en fonction de considérations telles que le coût, le taux, la qualité, l'équipement existant, la géométrie de la pièce, etc.

Caractéristiques des volumes

La discussion a souligné l'augmentation spectaculaire de la fréquence et de la gravité des feux de forêt, largement attribuée aux changements climatiques et à des conditions météorologiques extrêmes. Les trois dernières années ont été exceptionnelles, dépassant largement les records précédents, avec des impacts écologiques, économiques (dommages assurés de plus de XNUMX millions de dollars dans des régions inattendues comme Terre-Neuve) et sociaux (fumée, évacuations) importants. Face à cette nouvelle réalité, un changement de paradigme est nécessaire, passant d'une approche réactive de suppression totale à une stratégie d'anticipation, de prévention et d'atténuation des risques. La science, incluant la vulgarisation des connaissances et le développement d'outils d'évaluation des risques, ainsi que la collaboration intersectorielle (gestion des urgences, assurance, soutien humanitaire) sont jugées essentielles pour élaborer des stratégies résilientes adaptées à l'ampleur croissante du défi.

Menu

Workflows de développement de produits intégrés

Le développement de produit intégré est le processus qui consiste à faire progresser les configurations de pièces et de processus en partant de l'état conceptuel jusqu'à l'état de production. Le processus de développement intégré du produit commence par les étapes d'initialisation du processus de conception consistant à définir les exigences fonctionnelles, avant de passer à la sélection de la forme et des matériaux. Ceci est suivi d'un processus itératif où les cellules de l'usine sont identifiées, développées et ensuite évaluées pour la faisabilité. Les évaluations sont effectuées à la fois pour les cellules individuelles et pour l'usine dans son ensemble (en considérant toutes les cellules). Cette boucle est itérée jusqu'à ce que l'usine soit entièrement définie avec toutes ses cellules et étapes de processus à un état de production et que l'évaluation de la pièce et du processus par rapport aux exigences fonctionnelles soit réussie. Cliquez ici pour explorer les workflows de développement de produits intégrés. En savoir plus sur la façon de développer : ton produit votre processus votre équipement et vos outils votre usine

Workflows d'optimisation de la production

L'optimisation de la production se concentre sur un processus de fabrication existant où l'objectif est d'obtenir un coût inférieur, une cadence plus élevée et/ou une qualité supérieure pour les pièces. Le processus d'optimisation se fait en se concentrant sur les matériaux, la forme, l'équipement ou l'outillage pour améliorer un processus. Cliquez ici pour explorer les workflows d'optimisation de la production. En savoir plus sur l'optimisation : ton produit votre processus votre équipement et vos outils votre usine

Workflows de dépannage de production

Le dépannage de production est le processus d'identification des problèmes de fabricabilité d'une pièce, puis de prise de mesures pour rechercher et corriger la cause première de ces problèmes en redéveloppant des aspects de la pièce et/ou du processus. Un bon flux de travail de développement de produit intégré doit aboutir à un processus robuste et peu enclin à produire des pièces défectueuses compte tenu de la variabilité attendue des objets système. Si ce n'est pas le cas, des contrôles supplémentaires ou une modification du processus devront être effectués, et les flux de travail de dépannage de production fournis ici sont destinés à vous guider pour trouver les problèmes les plus courants. Cliquez ici pour explorer les workflows de dépannage en production. En savoir plus sur la résolution des problèmes : ton produit votre processus votre équipement et vos outils votre usine

À propos	Aide

Toute activité de fabrication et/ou de prise de décision qui se produit à n'importe quelle étape du cycle de conception de développement (par exemple, de la conception à la production).

Dans le contexte des connaissances en pratique, la pratique fait référence à l'utilisation systématique des connaissances scientifiques pour réduire les risques, les coûts et le temps de développement des composites.

Un ensemble d'étapes/procédures destinées à fournir des conseils dans les activités de fabrication et/ou de prise de décision.

Il existe deux types de flux de travail :

• Flux de travail standards visent à formaliser les pratiques là où la base scientifique de la fabrication existe. L'objectif est de fournir des conseils en utilisant la simulation de fabrication comme outil d'habilitation (par exemple, activités de conception/décisions relatives à la gestion thermique).
• Flux de travail complexes visent à réduire le niveau d'effort dans les pratiques où la base scientifique de fabrication existante n'est pas suffisamment mature pour prendre en charge les problèmes d'échelle de production. L'objectif est de fournir des conseils à l'aide d'une réflexion basée sur la simulation et/ou de listes de contrôle (par exemple, activités de conception/décisions relatives à la gestion de la porosité).

Matériaux d'ingénierie (conçus pour avoir des propriétés spécifiques) fabriqués à partir de deux ou plusieurs matériaux constitutifs ayant des propriétés physiques ou chimiques différentes. Les constituants restent séparés et distincts au niveau macroscopique au sein de la structure finie.

Un thème de traitement central dans le cycle de fabrication. Ce thème concerne la gestion de la réponse thermique des matériaux lors du stockage et de la manutention ou des pièces/outillages lors de leur chauffage ultérieur.

Action d'associer fibre de renfort, résine pour façonner sur un moule (outil).

Il existe trois méthodes principales pour combiner la résine et la fibre à déposer sur un outil (c'est-à-dire le dépôt de matériau) :

• Procédés humides : mélange de résine liquide et de fibres sèches directement dans le moule, par exemple le procédé de moulage par compression humide pour les pièces de la BMW série 7
• Procédés de moulage composite liquide (LCM) : infuser un tissu sec avec de la résine à l'aide d'un gradient de pression, par exemple le procédé de moulage par transfert de résine à haute pression (HP RTM) pour les pièces de la BMW i3
• Processus de pré-imprégnation : Pose à l'aide de pré-imprégné où la résine et la fibre sont déjà combinées, par exemple le processus de pose de bande automatisée (ATL) pour certaines des pièces du Boeing 787.

Dans le contexte des connaissances dans la pratique, les connaissances font référence à l'utilisation systématique des connaissances scientifiques dans la pratique de la fabrication de composites.

Il existe une distinction entre les connaissances fondées sur l'expérience et les connaissances fondées sur la science :

• Les connaissances basées sur l'expérience ("savoir-faire") sont une compréhension des résultats potentiels et de leurs relations qui est fondée sur le pragmatisme et l'expérience accumulée au fil du temps dans des programmes individuels, des entreprises et plus largement dans l'industrie.
• La connaissance basée sur la science (« savoir-pourquoi ») est une compréhension des résultats potentiels et de leurs relations, basée sur l'importante physique du traitement, qui est suffisamment mature pour être codifiée à l'aide des lois gouvernantes et des équations constitutives appropriées.

La phase continue du matériau qui lie le renfort ensemble, maintient sa forme, transfère la charge, protège le renfort de l'environnement et des dommages, et fournit le support composite en compression.

Caractéristiques souhaitables :

• Résistance à l'humidité/aux produits chimiques
• Faible densité
• Processabilité

Les thermodurcissables sont une classe de polymères qui subissent une polymérisation et une réticulation pendant le durcissement à l'aide d'un agent durcissant et d'un chauffage ou d'un promoteur. Au départ, ils se comportent comme un fluide visqueux. Pendant le durcissement, ils passent d'un fluide visqueux à un gel caoutchouteux (matériau viscoélastique) et enfin à un solide vitreux.

S'ils sont chauffés après durcissement, ils deviennent initialement mous et caoutchouteux à des températures élevées. S'ils sont davantage chauffés, ils ne fondent pas mais se décomposent (brûlent)

Livré en deux parties : partie A (résine) et partie B (durcisseur). Lorsqu'il est mélangé, la réaction de durcissement commence et n'est pas réversible.

Les exemples incluent l'époxy ou le polyester.

Une classe de polymères, dont certains exemples courants incluent le polypropylène et le polyéthylène.

Ils ramollissent et fondent au chauffage (c'est-à-dire potentiellement recyclables), viscosité élevée à la fusion, donc fibres difficiles à saturer. Nécessite généralement beaucoup de pression et de chaleur pour être traité.

Les fibres de carbone sont composées de grandes feuilles aromatiques semblables à celles du graphite. Ces couches graphitiques forment les unités structurelles de base en forme de rubans. On pense que la structure du ruban de fibres de carbone est un agencement colonnaire de cristallites de graphite désorientés parallèles à la longueur du ruban. Les cristallites tétragonales idéalisées sont empilées les unes au-dessus des autres, avec une légère désorientation entre les cristaux dans la direction de l'axe de la fibre, emprisonnant des aiguilles pointues comme des vides, où les limites entre les piles représentent les régions désordonnées.

Nom générique des fibres composées de polyamide aromatique. La fibre la plus connue est le Kevlar, introduit par DuPont (USA) au début des années 1970. Aussi, Technora (Japon) et Twaron (Europe). Développé à l'origine pour remplacer les ceintures en acier dans les pneus radiaux, durabilité accrue et résistance accrue.