Simuler un produit et ses fonctions

Aujourd’hui, le passage de la table à dessin à la conception assistée par ordinateur (CAO) en 3D permet aux entreprises de modifier et d’améliorer en temps réel le produit fini, réduisant du même coup les frais liés à cet exercice.

La mécanique est la science du mouvement, des déformations et de la résistance des matériaux. Et si on pouvait reproduire ces fonctions en même temps et sur un même support?

Voilà les prétentions de la conception mécanique du 21^e siècle. En effet, les actions de simuler ou modéliser une pièce, une ligne d’assemblage, un outil ou un prototype quelconque et d’en isoler toutes les composantes individuellement pour sa production deviennent pratiquement un jeu d’enfants.

Des outils intelligents

Dans ce contexte, le logiciel de dessin SolidWorks est sans doute le plus utilisé. Selon Éric Lapalme, président de Lapalme Conception Mécanique, « cet instrument constitue un seul et même outil qui réunit à la fois la création, la validation, la documentation, la gestion des conceptions et l’analyse de l’impact sur l’environnement ».

Ce programme permet également de réaliser des économies de temps, d’améliorer la qualité des dessins et de minimiser les erreurs de conception grâce à la détection d’interférences de pièces.

Une bibliothèque virtuelle

La conception d’un produt intègre des essais virtuels qui permettent d’analyser les résultats relatifs aux mouvements et à la résistance des pièces ou des systèmes conçus. Selon Markens Similien, ingénieur junior au Centre d’innovations en mécanique industrielle (Mecanium), « cette approche en 3D permet d’effectuer une analyse par éléments finis pour déterminer la résistance d’une structure par rapport aux charges extérieures (forces) et du même coup intégrer l’effet éolien, de la chaleur ou encore un test de chute ou de fatigue ».

Ce banc d’essai quasi réel s’avère également utile pour régler, à tout le moins minimiser, des problèmes de sécurité. En effet, il est possible de prévenir, voire de corriger, les principaux aspects touchant la santé et la sécurité en simulant sur le dessin final le travail d’un employé.

Qui plus est, les logiciels CAO 3D (SolidWorks, Catia, Solid Edge, Inventor, Pro/ENGINNER, etc.) permettent d’effectuer les calculs d’ingénierie, réduisant ainsi l’effort consacré à la fabrication. Ils offrent enfin des compléments de simulation touchant l’analyse statique, la fréquence, l’aspect thermique ou encore la conception d’appareils sous pression.

Par ailleurs, constate Serge Labelle, coordonnateur des techniques de génie mécanique au Collège de Shawinigan, « les fournisseurs de composants s’en réjouissent. On leur permet ainsi d’intégrer sur Internet leurs produits disponibles en 3D adaptés aux différents logiciels. Ces librairies virtuelles (vérins pneumatiques et hydrauliques, roulements à billes, quincaillerie, écrous, boulons, etc.) font sauver beaucoup de temps et offrent de la précision aux concepteurs dès le montage. »

Le Québec bien placé

Avec de tels développements, le positionnement du Québec est enviable. Toutefois, selon François Lamy, ingénieur et professeur au Cégep de Saint-Laurent, « on se doit de rester vigilant; la province doit miser sur la technologie de pointe et développer une expertise dans des domaines précis ».

Le Québec a fait avancer en particulier le secteur aéronautique (moteurs d’avion, trains d’atterrissage, etc.).

L’approche de conception assistée par ordinateur (CAO) en 3D permet d’effectuer une analyse par éléments finis pour déterminer la résistance d’une structure par rapport aux charges extérieures et du même coup intégrer l’effet éolien, de la chaleur ou encore un test de chute ou de fatigue.

Le projet du Bombardier CSeries oblige en effet les fournisseurs et sous-traitants à innover tant dans la conception que dans l’utilisation des nouveaux matériaux (composites, textiles industriels et polymères, notamment). Il n’est pas surprenant que dans cette discipline technique, le taux de placement avoisine les 100 %.

Cette dynamique favorise le transfert de l’expertise acquise vers la conception unique d’autres produits et ouvre la voie à de nouvelles formes et structures donnant davantage de liberté aux concepteurs. Désormais, le passage de l’idée au produit fini est de plus en plus rapide, et les entreprises se doivent de passer à la 3^e dimension.