Une fois le prototype moulé réalisé, les clients disposent d'une pièce physique qu'ils peuvent examiner et tester. L'étape suivante consiste à transformer la conception en un procédé de fabrication adapté à la production.
Cela implique généralement de finaliser le dessin, de développer l'outillage de production, de réaliser un essai de production et d'obtenir l'aval du client. Si le prototype et les pièces de série sont fabriqués selon des procédés différents, certaines cotes ou exigences de performance peuvent devoir être vérifiées à nouveau à l'aide de pièces d'essai. La compréhension de ces étapes aide les clients à préparer les informations nécessaires à l'établissement d'un devis et à prévoir le temps nécessaire à la fabrication de l'outillage, au contrôle et à la validation.
Pourquoi réaliser un prototype avant la production ?
Un prototype permet aux clients de visualiser la forme et les dimensions de la pièce et de vérifier son compatibilité avec d'autres composants avant le lancement de la production. Il peut également contribuer à détecter précocement d'éventuels problèmes de fabrication, ce qui donne à l'équipe de conception et à la fonderie la possibilité d'apporter des modifications avant de se lancer dans une production à plus grande échelle.
Le processus, du prototype à la production
1. Examiner le prototype et modifier le plan
À l'issue des essais sur prototype, le client et le fournisseur examinent ensemble les éventuels problèmes constatés lors de l'échantillonnage. Si une interface doit être ajustée ou si un ajustement usiné doit être modifié, ces modifications doivent être prises en compte dans le plan utilisé pour la production.
Outre les cotes finies, le plan définitif doit préciser les exigences relatives au matériau, à la finition de surface et au contrôle. Pour les pièces moulées nécessitant un usinage, le plan ou les documents d'accompagnement doivent indiquer clairement quelles surfaces resteront telles que moulées et lesquelles seront usinées aux cotes finales.
Le personnel chargé de l'outillage, de la fonderie, de l'usinage et de la qualité peut tous être impliqué dans la préparation de la production. Le fait de travailler à partir d'une même version du plan permet d'éviter que les différentes équipes n'interprètent différemment les cotes et les exigences techniques.
2. Choisir le processus de fabrication et mettre au point l'outillage
La fonderie choisit un procédé de fabrication en fonction de la géométrie de la pièce, du matériau et du volume prévu, puis conçoit l'outillage et les dispositifs de fixation associés. L'outillage doit permettre de former les caractéristiques externes et internes de la pièce moulée tout en facilitant la coulée, l'alimentation et le démoulage.
Par exemple, moulage en sable peut accompagner les projets depuis le développement du prototype jusqu'à la production en série.
Les exigences d'usinage ont également une incidence sur la conception de l'ébauche moulée. Un trou ou une surface de fixation figurant sur le plan de la pièce finie peut nécessiter un perçage, un alésage ou un fraisage pour atteindre ses dimensions finales. La fonderie doit laisser de la matière aux endroits appropriés et tenir compte du positionnement de la pièce pendant l'usinage.
Si le prototype a été fabriqué à l'aide d'un outillage simple et que la production fera appel à un nouvel outillage, l'ébauche moulée doit être vérifiée à nouveau lors de l'essai de production. Les zones destinées à être usinées doivent présenter une épaisseur de matière suffisante aux endroits appropriés. Une surépaisseur d’usinage insuffisante peut laisser une partie de la surface non usinée, tandis qu’une surépaisseur excessive implique qu’il faille enlever davantage de matière, ce qui peut allonger la durée de l’usinage.
3. Effectuer un essai et inspecter les pièces
Une fois que l'outillage et le procédé de production sont prêts, le fournisseur fabrique des pièces d'essai dans des conditions représentatives du processus de production prévu. Cette série d'essais permet de vérifier si les pièces moulées répondent aux exigences du plan et peut mettre en évidence d'éventuels problèmes entre le moulage et l'usinage ultérieur.
L'étendue du contrôle dépend de l'état dans lequel les pièces seront livrées. Une ébauche brute est contrôlée par rapport aux cotes de coulée spécifiées, aux exigences de surface et aux autres critères applicables. Si le fournisseur effectue également l'usinage, les cotes critiques et les caractéristiques de positionnement de la pièce finie sont vérifiées. Des essais de matériaux, des contrôles qualité internes et des essais fonctionnels sont effectués conformément aux exigences du projet.
Si une pièce d'essai présente un problème, le fournisseur doit déterminer si celui-ci provient de l'ébauche moulée, de l'usinage ou des repères de contrôle. Par exemple, si une partie d'une surface usinée n'a pas été usinée, les dimensions de l'ébauche et la position de serrage peuvent être réexaminées afin de déterminer si la cause réside dans la répartition de la surépaisseur d'usinage ou dans la méthode de positionnement. Les caractéristiques concernées sont à nouveau contrôlées une fois le problème résolu.
4. Envoyer les documents et obtenir l'autorisation
À l'issue de l'essai et de l'inspection, le fournisseur soumet les échantillons et les rapports convenus à l'examen du client. Les rapports doivent correspondre aux pièces inspectées et à la version du plan, afin que le client puisse vérifier quelles exigences sont couvertes par la soumission.
Certains projets nécessitent un rapport d'inspection du premier article. Si le client exige un Processus d'homologation des pièces de production (PPAP) Lors de la soumission, le fournisseur prépare également la documentation requise pour le niveau de soumission spécifié. Les documents à fournir, les personnes chargées de leur examen et le calendrier d'approbation de la production doivent figurer dans le plan de projet.
Une fois la validation obtenue, le fournisseur organise la production et la livraison conformément à ce qui a été convenu. Les lots suivants continuent de respecter les spécifications contrôles et inspections des processus. Les modifications concernant l'outillage, les matériaux ou les procédés de fabrication sont traitées conformément aux exigences du client.
Quelles informations devez-vous préparer ?
Au début d'un projet, les clients peuvent fournir les plans, les informations sur les matériaux et les quantités requises dont ils disposent déjà. À mesure que la conception est finalisée, ils peuvent ajouter des exigences en matière d'essais, de réception et d'homologation.
| Informations | Sommaire principal | Objectif |
|---|---|---|
| Dessins et maquettes | Dessin 2D actuel, modèle 3D disponible et révision | Définir la géométrie, les cotes et les principes de conception de la pièce |
| Besoins en matériaux | Classe de matériau et spécifications applicables relatives au matériau et au traitement thermique | Définir les exigences en matière d'achat de matériaux et de vérification des performances |
| État d'usinage et de livraison | État « tel que coulé », « usiné grossièrement » ou « usiné finement » ; surfaces usinées et cotes critiques | Définir les exigences relatives aux ébauches moulées et le périmètre d'intervention des fournisseurs |
| Exigences de qualité | Exigences de qualité de surface et interne, essais fonctionnels et critères de réception | Définir les contrôles de mise en service et de livraison |
| Plan de production | Quantité d'échantillons, volume de production prévu et calendrier de livraison | Planifier l'outillage, les essais et la capacité de production |
| Documents d'autorisation | Rapport sur le premier article, rapport sur les matériaux, PPAP ou tout autre document spécifié | Définir les éléments nécessaires à la validation par le client et à la mise en production |
Les conditions de livraison ont une incidence particulière sur le devis. Pour une même pièce, la fourniture d'une ébauche brute de fonderie implique un périmètre de travail et de contrôle différent de celui de la fourniture d'un composant entièrement usiné. Les deux parties doivent donc se référer aux mêmes exigences lors de l'élaboration et de l'examen du devis.
Facteurs influant sur le coût et les délais de livraison
Outillage de production Il s'agit généralement d'un investissement distinct. Les outillages utilisés pour le prototype peuvent ne pas convenir à la production en série. Si de nouveaux outillages sont nécessaires, le calendrier du projet doit prévoir suffisamment de temps pour leur conception, leur fabrication et leur mise à l'essai.
Le moment où les modifications sont prises en compte Cela a également une incidence sur la charge de travail. Avant la fabrication des outils, une modification peut être intégrée dans les documents de conception. Une fois les outils terminés, les modifications concernant la cavité, les passages internes ou les zones usinées peuvent nécessiter des adaptations des outils et des contrôles supplémentaires.
Les contrôles et l'examen par le client ont également une incidence sur la première livraison. Après la phase d'essai, les essais de matériaux, les contrôles externes ou les documents d'homologation peuvent encore être en cours. Demander au fournisseur d'indiquer séparément les délais estimés pour l'outillage, la production d'essai et les rapports aide le client à planifier son examen interne.
Conclusion
Une fois le prototype de moulage validé, le projet doit traduire les exigences de conception en un processus de production et en outillage, puis procéder à un essai de production afin de contrôler les pièces fabriquées selon le processus de production prévu.
Le client fournit le plan, le matériau, la quantité et les exigences de réception ; la fonderie s'appuie sur ces éléments pour préparer le processus de fabrication et la documentation relative aux contrôles. Le fait de régler les points clés avant le développement de l'outillage permet de faciliter le déroulement des essais, de la validation et de la livraison ultérieure.
Questions fréquemment posées
Un moulage peut-il passer directement en production une fois le prototype validé ?
Une fois le prototype validé, il faut encore que le plan de fabrication, le processus de fabrication et l'outillage soient prêts. Si le client exige un essai de production, un contrôle du premier article ou une autre validation, ces étapes doivent également être menées à bien avant la date de livraison convenue.
Le moulage du prototype et celui de la production doivent-ils être réalisés selon le même procédé ?
Non. Le processus de fabrication peut varier en fonction du volume de production, des exigences relatives aux pièces et du plan d'outillage. En cas de modification du processus, les deux parties doivent déterminer quelles dimensions, propriétés des matériaux ou exigences fonctionnelles doivent faire l'objet d'une nouvelle vérification.
Est-ce que chaque projet de moulage nécessite un PPAP ?
Non. La nécessité d'un PPAP dépend du client et du projet. D'autres projets peuvent recourir à une inspection du premier article ou à une autre méthode d'homologation d'échantillon convenue entre les deux parties.
Combien de temps faut-il pour passer d'un prototype moulé à la production ?
Le calendrier dépend de l'approbation des plans, du développement des outillages, de la production d'essai, des essais et de l'examen par le client. Lorsqu'ils demandent un devis, les clients peuvent demander à la fonderie de leur fournir une estimation des délais pour chaque étape.
