Conception et équipement du banc d'essai
Essai hautement dynamique de composants de construction légère

LiA Engineering a été créée en 2015 en tant que spin-off de la chaire de « construction légère dans l'automobile » de l'université de Paderborn et entretient activement cette relation jusqu'à aujourd'hui. Les domaines d'activité comprennent le conseil, l'ingénierie, le prototypage et les essais. L'entreprise conseille par exemple dans le domaine de la gestion de l'innovation et de l'utilisation de nouveaux matériaux pour les structures légères et prend en charge la conception et la simulation des composants jusqu'à la fabrication en série. Pour ce dernier, il existe une joint-venture commune sous le nom de « LS Hybrid Solutions GmbH » avec la société BuL et Schwarz Werkzeugbau. Une grande compétence existe dans le domaine des essais de composants de structure pour l'industrie automobile et aéronautique. Même les composants finis d'entreprises qui ne disposent pas de leurs propres possibilités ou expériences de test peuvent être testés. Pour ce faire, LiA développe des scénarios de test spécifiques à l'application pour les composants respectifs et met ensuite en place l'environnement de test approprié. Ces tests vont de l'essai des matériaux à l'essai des composants. Afin de pouvoir couvrir cet éventail de tâches, LiA emploie aussi bien de jeunes collaborateurs innovants, souvent titulaires d'un doctorat, que des analystes qui sont actifs dans le secteur depuis plus de 40 ans et qui font valoir leur expérience.

En tant que prestataire de services accrédité, LiA Engineering offre avec son centre d'essai la possibilité de réaliser des essais hautement dynamiques de composants ainsi que des caractérisations de matériaux. Sur le plan de la technique de mesure, toutes les grandeurs physiques telles que la force, le chemin et autres peuvent être saisies de manière synchrone. Des caméras à haute vitesse permettent de mesurer les composants optiquement, du microscopique au macroscopique. La simulation des conditions de fonctionnement est réalisée grâce à la plage de serrage flexible, dans laquelle les vérins hydrauliques appliquent des charges de l'extérieur sur le composant. Au moyen d'une chambre climatique, il est possible de générer simultanément des influences environnementales telles que l'humidité et des températures de -60 °C à +120 °C. Les charges statiques de courte durée ainsi que les observations dynamiques de longue durée sont ainsi possibles dans des conditions réelles simulées de manière optimale.

Outre les essais de prototypes, des essais d'accompagnement de la série sont également effectués. De plus, LiA encadre les entreprises qui ont besoin, par exemple, de tests efficaces pour résoudre des problèmes de matériaux. Dans ce domaine, l'entreprise de Paderborn peut déjà fournir les premiers résultats de la caractérisation des matériaux après 24 heures. « Ce temps de réaction rapide, aux exigences les plus diverses, n'est possible que grâce à la grande flexibilité des collaborateurs et au principe de construction modulaire des montages d'essai », souligne Pöhler.

Justement pour les clients de l'industrie automobile et aéronautique, mais aussi dans le domaine des machines agricoles ou de la technique médicale, les caractérisations des matériaux sont très importantes. Ces clients recherchent une solution à leur problème : soit ils savent comment il faut tester et ont besoin de capacités de test externes, soit ils connaissent la défaillance du composant et recherchent un soutien pour l'analyse de la cause de la défaillance. Pour cela, des tests hautement dynamiques avec des résultats de mesure certifiés dans le laboratoire d'essai sont nécessaires. Afin de garantir les précisions de mesure définies par le client, LiA - comme auparavant l'institut de l'université de Paderborn - mise depuis des années sur les vérins d'essai de Hänchen. La précision d'essai et le spectre existant de vérins construits en fonction des exigences sont ainsi couverts de manière optimale, car « tous ceux qui ont d'autres vérins ne jurent que par les vérins Hänchen », est convaincu Pöhler. En raison de cette haute précision, qualité et fiabilité, Hänchen fournit 100 % de l'ensemble du stock de vérins d'essai chez LiA. La collaboration avec Hänchen était déjà très bonne les années précédentes - notamment en ce qui concerne la coordination, le support et, bien sûr, la qualité des prestations fournies. C'est pourquoi LiA a également misé sur le soutien et les conseils du spécialiste des systèmes hydrauliques lors du développement de son nouveau centre d'essai.

Dans le cadre du domaine de la construction de machines spéciales Ratio-Drive^®, Hänchen conçoit des machines spéciales individuelles, adaptées aux besoins du client, en particulier pour la technique d'essai. Cette offre s'étend jusqu'à la réalisation de machines d'essai complètes avec conception, hardware et software. Le client peut également commander des solutions partielles, dans lesquelles Hänchen ne prend en charge que des tâches sélectionnées et complète ainsi les modules existants du client pour former une machine complète. L'entreprise d'Ostfildern, près de Stuttgart, a donc été impliquée très tôt dans la phase de planification du centre d'essai de LiA : cela comprenait la conception de la commande de sécurité et la sélection des vérins, ainsi que de nombreuses connaissances de soutien lors de la réalisation du projet.

LiA Engineering utilise dans son centre d'essai des composants de différents fabricants ayant déjà fait leurs preuves. La tâche consistait à les relier pour former un système fonctionnel. Hänchen a pris en charge cette intégration de système avec une commande de sécurité développée à cet effet, qui surveille tous les composants, tels que le groupe, le refroidisseur, la commande des vérins, le logiciel d'évaluation et de régulation. Cette commande supérieure a le contrôle sur la plage de serrage et réalise par exemple, avec des vannes à surveillance de position et des blocs de raccordement conçus individuellement pour LiA, une coupure hydraulique conforme à la norme EN ISO 13849-1 avec Performance Level e (PLe). Hänchen a également mis en œuvre cette technique de sécurité ainsi que la certification CE finale. LiA a ainsi réalisé les normes de sécurité les plus élevées sur le banc d'essai.

Une particularité de Hänchen réside dans ses vérins hydrauliques avec une pression de service jusqu'à 320 bars pour une utilisation dans les applications d'essai. D'autres fabricants ne les proposent parfois qu'avec une pression de service allant jusqu'à 210 bars. L'avantage de la pression de service plus élevée se manifeste en plusieurs points :

• Construction compacte. Dynamique. Rigidité
  Pour appliquer la même force du vérin, les surfaces effectives peuvent être plus petites avec une pression de service plus élevée. Le vérin est donc plus compact, ce qui rend l'ensemble du système nettement plus dynamique et rigide.
• Vanne plus petite
  Le débit volumétrique nécessaire est également plus faible, ce qui permet d'utiliser une vanne plus petite.
• Rentabilité. Gain de place.
  Outre les économies de coûts, cela apporte également des avantages en termes d'encombrement pour l'ensemble de la périphérie hydraulique.
• Vérins d'essai Hänchen
  LiA utilise exclusivement des vérins Hänchen et est paré avec des forces de 25 kN à 750 kN pour les exigences d'essai les plus diverses.

Outre la programmation du contrôle de sécurité et l'équipement en vérins hydrauliques, les experts d'Ostfildern ont également été fortement impliqués dans l'ingénierie et la conception du banc d'essai. Le niveau de détail nécessaire de la solution technique et spécifique aux exigences a été vérifié et adapté à l'application. Hänchen était également disponible avec des conseils et de l'assistance pour les questions générales concernant l'hydraulique et les orifices taraudés. “Et aujourd'hui encore, nous entretenons un échange étroit et partenarial avec Hänchen, car c'est là que nous avons le meilleur support et que nous obtenons toujours la solution adaptée à l'application”, déclare Pöhler.

Jörg Beyer, mediaword
© Hänchen 2022