Semi-remorques à benne basculante – de 7,5 m à 11,5 m de long – une seule conception et des pièces communes

Création d’une nouvelle gamme modulaire de semi-remorques à benne basculante

Zamarbú souhaitait développer une gamme de châssis de semi-remorques en acier allégé, de 7 500 mm à 11 500 mm de long, pour différents types de bennes basculantes. Son objectif était de créer une nouvelle ligne de produits pour le marché en pleine croissance des remorques légères en acier.

Il fallait que ce châssis en acier soit compétitif par rapport aux modèles en aluminium, pour son poids et pour sa rigidité en torsion. Zamarbú ambitionnait de créer des composants modulaires communs aux nouveaux modèles en acier, pour offrir une grande souplesse à son offre, en plus d'une fabrication rentable.

Expertise en conceptions d’acier allégées et méthode DFM

Zamarbú s’est adressée à SSAB Product Development and Engineering (PDE) pour pouvoir profiter de son expérience dans la fabricabilité de conceptions allégées en acier (DFM). Pour le volet DFM, Zamarbú souhaitait que tous les nouveaux composants soient fabriqués sur les machines déjà à sa disposition.

Le projet a commencé par un atelier d’innovation PDE, basé sur la méthodologie Lean de SSAB ONE. Toutes les parties prenantes se réunissent pour fixer des objectifs et des priorités, qui vont orienter l’ensemble de la conception, du développement de produits et de l’ingénierie. Cet atelier a réduit le temps de développement d’un produit complet à moins de trois mois, en optimisant la collaboration et la transparence.

Optimiser les performances et la fabrication des semi-remorques par des itérations de conception

SSAB Product Engineering a présenté à Zamarbú deux conceptions différentes pour la poutre longitudinale principale. Ces deux modèles devaient pouvoir s'adapter à toutes les longueurs de châssis de la gamme, de 7 500 mm à 11 500 mm.

La première option de poutre principale comptait trois pièces : une poutre avant et une poutre arrière reliées par un col de cygne moulé. Cette conception permettait une grande souplesse pour sa fabrication, tout en étant assez loin des objectifs de coût et de poids. Non seulement elle était plus lourde, mais les contraintes du col de cygne ont finalement été jugées trop élevées. De plus, des poutres en C devaient être reliées au col de cygne, ce qui interférait avec la connexion d’autres composants et mécanismes.

Châssis avec col de cygne en fonte

FEM du col de cygne

FEM du moulage

La deuxième option s'appuyait sur une poutre principale en I avec des éléments communs pour les composants arrière et avant. Elle demandait plus de pièces que la première, mais pour un résultat clairement beaucoup plus léger et moins cher.

Châssis à poutre en I

Modèles paramétriques CAO 2D et 3D pour toute la gamme de tailles

SSAB Product Engineering a également livré à Zamarbú des modèles paramétriques CAO 2D et 3D couvrant toute la gamme de produits, dans ses différentes longueurs.

Châssis 7500

Châssis 10450

L’équipe Product Engineering a organisé des réunions hebdomadaires de mise au point avec Zamarbú. Ces rendez-vous ont permis des discussions approfondies sur la conception des composants. Product Engineering a proposé plusieurs itérations de conception jusqu’à ce que tous les critères soient réunis et approuvés par Zamarbú. Dans le cadre de ce processus, Product Engineering a également fourni plusieurs simulations FEM pour les contraintes de charge les plus restrictives, afin d’analyser à la fois la torsion et, au début du basculement, la flexion.

FEM de châssis basculant

Zamarbú s'est servi de l’expertise du service d'ingénierie des produits pour déterminer la faisabilité de la fabrication et l’analyse des coûts pour chaque composant. L’épaisseur des tôles d’acier a été normalisée pour tous les composants, ce qui a permis non seulement de réduire les stocks et les coûts, mais aussi d’optimiser les tracés avant découpe pour réduire les pertes de matière.

Châssis de semi-remorque allégé en acier structurel à haute limite d’élasticité

Product Engineering a préconisé l’acier structurel à haute limite d’élasticité SSAB Strenx^® 700MC Plus pour l’ensemble du châssis, pour des rayons de pliage plus étroits, ainsi qu'une plus grande rigidité statique et une meilleure résistance à la fatigue. Tous les composants du châssis ont été conçus pour leurs performances et le maximum de légèreté. Pour réduire le poids l’épaisseur des composants a été optimisée – dans ses moindres détails, jusqu'à prévoir une découpe triangulaire des trous du châssis.

Châssis complet 7500

Product Engineering a également pris en compte la facilité d'assemblage et de transformation sur les machines déjà présentes chez Zamarbú.

Les conceptions mises au point et conçues par Product Engineering sont décrites dans des spécifications de production et d’assemblage détaillées. Elles permettent à Zamarbú de produire n’importe quelle longueur de châssis – de 7 500 mm à 11 500 mm – à partir des mêmes plans et avec de nombreux composants communs à toutes les tailles.

En moins de trois mois, Zamarbú a pu lancer sa gamme de semi-remorques à benne basculante en acier hyper-léger.

La nouvelle gamme Zamarbú de châssis de semi-remorques pour camions-bennes fait pratiquement le même poids que sa version en aluminium – et l'assemblage prend sensiblement le même temps. Cependant, les coûts unitaires sont inférieurs de 8 % à ceux d’un châssis en aluminium. En seulement trois mois, l'offre proposée par Zamarbú a été considérablement élargie pour s'imposer sur le marché en pleine croissance des châssis de semi-remorques pour bennes basculantes en acier léger.

Gamme de châssis

Détails du col de cygne du châssis

Détail de la plaque de pivot d’attelage du châssis