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ACODEPT: Conception de bobine avancée pour technologie d’impulsion électromagnétique

Dernière modification: 
02-09-2017

Le but final de ce projet est de permettre aux entreprises de produire plus rapidement et plus efficacement grâce à l’implémentation de la technologie de l’EMPT, qui est actuellement entravée par la difficulté dans la conception des bobines appropriées.

Technologie d’impulsion électromagnétique

La technologie d’impulsion électromagnétique (EMPT) est une technique relativement nouvelle et attrayante qui peut être utilisée pour la déformation, l’assemblage, le soudage et la découpe des métaux. L’EMPT est basé sur l’utilisation des forces électromagnétiques, et offre des possibilités intéressantes pour :

  • L’obtention d’une plus grande déformation de certains matériaux comparativement aux techniques de déformation conventionnelles, tandis que les inconvénients des procédés conventionnels sont évités,
  • L’assemblage rapide et rentable des matériaux difficile à souder (ex : liaisons hétérogènes),
  • La fabrication de pièces et produits complexes ou nouveaux, qui sont impossibles à obtenir par les techniques conventionnelles de soudage et de déformation,
  • L’amélioration des conditions de travail de l’opérateur ou du soudeur étant donné que l’EMPT est très respectueux de l’environnement (pas de lubrifiants, chaleur, vapeurs, gaz, radiation).

Bobines

Les composantes essentielles de la technique sont les bobines qui sont spécifiquement développées pour une application particulière. En cas de design inadéquat ou de construction défectueuse, ces composants échouent très rapidement ou encore une faible efficacité du procédé est obtenue. Les bobines durables, robustes et efficaces sont essentielles pour l’implémentation réussie de l’EMPT dans l’industrie.

Bobines plate

Bobine circulaire

Conception des bobines

La conception des bobines électromagnétiques pour la déformation, le soudage ou la découpe des pièces est un défi interdisciplinaire qui nécessite une connaissance fondamentale de la théorie de Maxwell pour le calcul de la pression magnétique dominante, ainsi que des connaissances sur le comportement à la déformation des matériaux à des vitesses de déformation élevées pour la détermination de la pression magnétique nécessaire. Ces conditions déterminent les forces qui agissent sur la bobine. La difficulté dans le calcul des interactions entre les phénomènes électrodynamiques et mécaniques et le comportement à grande vitesse de la pièce compliquent la conception des bobines convenant à une déformation donnée et avec la meilleure efficacité possible.

But du projet

Les connaissances sur la conception des bobines ne sont actuellement détenues que par les fabricants de l’équipement de l’EMPT, qui à cause des clauses de confidentialité ne les transmettent pas aux utilisateurs. L’un des objectifs de ce projet est de développer toutes les connaissances nécessaires à la conception des bobines et de les mettre à la disposition des PME et d’autres entreprises. Ainsi, ils auront la flexibilité de concevoir et de fabriquer des bobines pour leurs applications spécifiques. Les objectifs techniques de ce projet sont :

  • Le développement de modèles d’éléments finis qui approfondiront les connaissances sur le procédé et feront office d’aide à la conception des bobines.
  • La mise sur pieds d’une méthodologie pour la conception des bobines pour
    • la déformation et la découpe de matériaux sous forme de plaque
    • la déformation et le soudage des pièces tubulaires.
  • Les lignes directrices pour la fabrication, le choix des matériaux, la stratégie d’isolement et d’autres aspects liés à la construction
  • La fabrication et l’analyse des prototypes de bobines ayant des applications industrielles pertinentes.
  • Développement des pièces de démonstration représentatives des applications industrielles.
  • Fournir toutes les informations essentielles aux entreprises afin qu’une décision avisée soit prise quant à l’implémentation ou non de la technique dans leur production.

Objectifs à long terme

Ces résultats conduiront à une augmentation de l’utilisation et de l’applicabilité du procédé de l’EMPT dans l’industrie métallurgique.  

Le but final de ce projet est de permettre aux entreprises de produire plus rapidement et plus efficacement grâce à l’implémentation de la technologie de l’EMPT, qui est actuellement entravée par la difficulté dans la conception des bobines appropriées. Il sera possible de produire plus rapidement et plus efficacement, avec un avantage économique grâce à des coûts réduits de production et à la garantie d’une meilleure qualité. 

Description du projet

Partenaires

Partenaires

Le travail expérimental sera effectué par l’Institut Belge de la Soudure (BWI) et Fraunhofer, tous les deux en possession de l’équipement d’impulsion électromagnétique, EELAB de l’université de Gand se servira de son expertise pour calculer les forces électromagnétiques et les intensités de courant pour la détermination de la forme souhaitée des systèmes de bobines. La modélisation par éléments finis du procédé sera réalisée par l’Université Technique de Chemnitz (TUC).

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