On ne sait pas comment en fabriquer les pièces - MCE-5

MCE-5 VCRi : repousser les limites de la réduction de consommation de carburant
On ne sait pas comment en fabriquer les pièces
De nombreuses technologies n’ont pas pu voir le jour ou ont mis
longtemps à voir le jour à cause de problèmes de fabrication en
grande série non résolus. Ce fut longtemps le cas pour
l’injection directe Diesel ou essence appliquée à l’automobile
dont les niveaux de précision nécessaires sont restés longtemps
inaccessibles. Cependant, ce n’est pas parce qu’une
technologie n’est pas fabricable à l’instant « t » qu’elle ne le sera
pas 10, 20 ou 30 ans plus tard. Les progrès réalisés dans la
conception assistée par ordinateur, dans les procédés de
Les caractéristiques accessibles en production de grande série pour les
composants MCE-5 répondent aux spécifications les plus exigeantes
forgeage, de formage ou d’usinage, dans les matériaux et dans
les traitements de surface offrent progressivement de plus en
plus de possibilités pour fabriquer des pièces impossibles à
produire auparavant. De même, les progrès réalisés en
microélectronique, en informatique et en mécatronique rendent
possible le pilotage de technologies extrêmement exigeantes en
« intelligence » et en précision.
La gamme de fabrication du MCE-5 VCRi a été étudiée dans son entièreté,
et optimisée sur des critères industriels, fonctionnels et économiques
www.vcr-i.com
Conscients depuis l’origine du projet MCE-5 de la nécessité
d’apporter les réponses nécessaires à la production en grande
série, les développeurs du MCE-5 VCRi ont intégré très tôt dans
leur démarche la recherche des solutions de fabrication des
différents composants du moteur. Il a été d’autant plus
nécessaire d’entreprendre ces travaux rapidement que la
conception des composants est fortement impactée par les
contraintes de fabrication. Par exemple, pour les pièces forgées,
leur forme et particulièrement les arêtes, les rayons de
raccordement et la manière dont la matière est déportée par la
pression du poinçon de forge ont une incidence directe sur la
durée de vie des outillages. Il faut donc à la fois concevoir la
gamme de forgeage la plus appropriée, adapter les pièces aux
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contraintes de la forge, et faire progresser le procédé de
forgeage.
Toute la complexité de ces approches repose sur le fait qu’une
pièce modifiée pour gérer des contraintes industrielles doit être
revalidée aux essais. Par ailleurs, divers compromis doivent être
trouvés à l’intérieur même de la gamme de fabrication, de sorte
que les procédés d’ébauche, de formage, d’usinage et de
finition coopèrent au meilleur résultat sans surcharger l’une ou
l’autre des étapes de la gamme. Par exemple, un forgeage
précis réduit la quantité de matière à enlever lors de l’usinage,
mais il est plus complexe à mettre au point. Si le procédé de
finition est naturellement efficace et productif, on acceptera une
pièce forgée plus « brute » que si ledit procédé est lent et cher.
Un matériau à trempe lente induira moins de déformation et
réduira la quantité de matière à enlever lors de la finition de la
pièce. De nombreuses itérations sont ainsi nécessaires pour
arriver à un résultat final probant, tant fonctionnellement
qu’économiquement.
Les pièces les plus délicates du MCE-5 VCRi sont sans conteste
les roues et les crémaillères. Ces pièces sont complexes,
fortement chargées, et d’une grande précision. En outre elles
subissent divers traitements de surface chimiques
(cémentation), mécaniques (shot peening, tribofinition) et
thermiques (trempe). La mise au point de leur fabrication a coûté
près de 5 millions d’euros et demandé 5 années de recherches
et d’expérimentation sur des outils de production en grande
série. Les principaux efforts ont été concentrés sur le forgeage
« Netshape » ou « near Netshape » (proche de la forme finie). En
parallèle, l’adaptation de l’usinage électrochimique de précision
à gap variable aux spécificités des pièces a été un sujet
d’investigations important : les crémaillères en creux n’offrent
pas de dégagement d’outil, de sorte qu’aucune roue de taillage
ou de rectification ne peut être utilisée. Les procédés et les
gammes de cémentation et de trempe associés aux nuances
d’acier retenues ont également fait l’objet de recherches
approfondies.
Au final, les composants innovants du MCE-5 sont désormais
fabricables en grande série dans d’excellentes conditions
fonctionnelles et économiques, de même que ses composants
moins innovants mais néanmoins impactés par cette nouvelle
architecture : bielle, piston, vilebrequin, carter cylindres.
La fabrication en grande série du MCE-5 est aujourd’hui un
problème résolu. Cependant, la phase d’apprentissage des
premières années de production sera l’occasion de progresser
encore pour diminuer au maximum le prix de revient déjà très
abordable du MCE-5 VCRi.
Toutes les étapes de la fabrication des composants MCE-5 ont fait l’objet
d’optimisation des coûts, et du couple produit/process
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