Intégration des spécificités de la fabrication additive dans une méthode de conception de pièces
Institution:
Ecole centrale de NantesDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In a way to adapt to a market increasingly competitive, companies need to minimize costs and reduce development time while maintaining high quality. This adaptation requires taking into account all elements of the product life cycle, from needs analysis to manufacturing, at an early stage of design. Because a recent developments, additive manufacturing technologies are now considered as manufacturing processes. The development of a design method suitable for these processes has become a major issue for their development. The objective of this thesis is to propose an approach to aid the design of mechanical parts to be obtained using an additive process. We have developed a method of Design for Additive Manufacturing (DFAM). This method, based on analysis fo topological characteristic of the part studied, is use to evaluate the manufacturability of the part with additive processes. We have also developed an approach to decompose a CAD maodel that can separate the geometries that are potentially interesting to be manufactured by additive processes from those that are problematic. These can then be redesigned to adapt to the process or be produced by another way and used as a perform. A model for the blank part for additive manufacturing can thus be proposed. We tested this method on different test parts, espacially on a pice of the medical field, which is one area where additive processes has great potential.
Abstract FR:
Pour s'adapter à un marché de plus en plus concurrentiel, les entreprises doivent minimiser les coûts et réduire les temps de développement tout en conservant une haute qualité du produit. Cette adaptation demande d'aborder dés la phase initiale de conception, tous les éléments du cycle de vie du produit, de l'analyse de besoin à la fabrication. Les récentes évolutions des procédés de fabrication additive font qu'ils doivent être désormais considérés comme des procédés à part entière. La mise en place d'une méthode de conception adaptée à ces procédés est donc devenu un enjeu majeur pour leur évolution. L'objectif de ces travaux de thèse est de proposer une méthodologie d'aide à la conception de pièces mécaniques destinées à être obtenues à l'aide d'un procédé de fabrication par ajout de matière. Nous avons mis en place une méthode de Design For Additive Manufacturing (DFAM). Cette méthode, basée sur l'analyse de grandeurs caractéristiques liées à la topologie de la pièce étudiée, permet d'évaluer la fabricabilité de la pièce en ajout de matière. Nous avons également développé une méthode de décomposition du modèle CAO qui permet de mettre en évidence les géométries de la pièce potentiellement intéressantes à fabriquer par ajout de matière et les géométries problématiques. Celles-ci peuvent être reconçues pour s'adapter au procédé ou bien être fabriquée par un autre procédé et utilisée comme préforme pour la fabrication. Un modèle de la pièce brute de fabrication par ajout de matière peut ainsi être proposé. Nous avons ensuite testé cette méthode sur différentes pièces test, et en paticulier sur une pièce du domaine médical, qui est un des domaines pour lesquels les procédés de fabrication par ajout de matière ont un fort potentiel.