Simulation de particules ROCKY DEM pour le processus de tribofinition par immersion

La finition joue un rôle particulièrement important dans la fabrication de microcomposants et de pièces dont la qualité de surface doit répondre à des exigences très élevées. Un procédé très répandu pour l'ébavurage, le polissage et l'arrondissement des arêtes des composants est la tribofinition par immersion. Dans ce cas, un enlèvement de copeaux est obtenu à l'intérieur d'un réservoir rempli de meules par le mouvement relatif entre les meules et les pièces à usiner. Pour obtenir la qualité de pièce souhaitée, le processus est également réalisé en plusieurs étapes. À l'Institut pour les machines-outils et l'exploitation des usines (IWF) de l'Université technique de Berlin, les procédés de fabrication par enlèvement de copeaux et par abrasion les plus divers sont étudiés dans le cadre d'études fondamentales, tant sur le plan des processus que sur le plan numérique. L'une des priorités actuelles est la conception ciblée et simulée de processus pour la tribofinition par immersion à l'aide du logiciel ROCKY DEM. Il est ainsi possible, par exemple, d'évaluer les meules appropriées en fonction de la tâche d'usinage avant même les essais expérimentaux.

Grâce à la représentation réaliste des meules asphériques dans ROCKY DEM, même les problèmes complexes peuvent être simulés de manière réaliste. Par rapport aux programmes open source utilisés jusqu'à présent, les calculs sont beaucoup plus rapides grâce à l'accélération GPU systématiquement prise en charge. Il est ainsi possible de procéder à des optimisations de la structure pendant la planification du processus et de collecter différentes données sur les résultats attendus. L'IWF de l'université technique de BERLIN prévoit d'utiliser ROCKY pour modéliser d'autres procédés de fabrication, par exemple le rodage par glissement en immersion.

Le logiciel ROCKY DEM permet de simuler des particules sphériques et non sphériques ainsi que leur interaction avec n'importe quel modèle CAO. Les particules complexes sont ici définies par leur forme réelle et multi-surface et non à l'aide de sphères collées. L'influence des particules de formes différentes doit être démontrée à l'aide d'un scénario de test dans lequel une pièce d'essai est passée en quatre essais dans un bassin contenant des meules de formes différentes. Les meules utilisées ont la forme de billes, de cônes, de tétraèdres ou de prismes triangulaires. On constate de nettes différences dans l'expression de la contrainte normale moyenne. Ces différences, qui dépendent de la forme de la meule, coïncident qualitativement avec les situations de contact visualisées dans l'illustration ainsi qu'avec les résultats réels obtenus lors de l'expérience à l'IWF de l'Université technique de Berlin.