Myriam ORQUERA

Doctorante

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Bio

  • Professeur Agrégée en Sciences Industrielles de l’Ingénieur – Option Ingénierie Mécanique depuis 1999
  • Doctorante depuis 2015

Sujet de recherche

Conception pour la fabrication additive : Downsizing d’un système mécanique par l’optimisation multifonctionnelle

Directeur de thèse : Dominique MILLET, PR, Université de Toulon, Laboratoire COSMER
Co-encadrant de thèse : Sébastien CAMPOCASSO, MCF, Université de Toulon, Laboratoire COSMER

Quels que soient les procédés d’obtention, la recherche d’optimisation a toujours été un des principaux enjeux en conception mécanique. L’arrivée du nouveau précédé de fabrication additive (plus communément connues sous l’appellation d’impression 3D) ouvre de nouvelles perspectives permettant, entre autres, un gain de matière, une amélioration de tenue des pièces, une diminution du nombre de pièces. De plus le dépôt de matière réalisé couche après couche, libère des contraintes de conception imposées par les anciens procédés de fabrication (tel que l’usinage, le moulage…). Ainsi il est possible de réaliser des formes complexes, ou encore des cavités intérieures.

Pour exploiter toutes les opportunités de ce procédé tout en respectant les contraintes de fabrication il nous faut de nouvelles règles et méthodologies de conception. C’est pourquoi, de nouveaux outils d’aide à la conception sont développés, réunis sous l’appellation «Conception pour la fabrication additive » (Design for Additive Manufacturing, DfAM). Cependant, la plupart des méthodes de DfAM suggérées dans la littérature restent focalisées sur une pièce seulement. De plus, les optimisations ont principalement pour objectif la réduction de la masse ou du nombre de pièces, et plus rarement l’ajout de certaines fonctions.

Une nouvelle approche est étudiée pour réaliser une optimisation multi-fonctionnelle d’un ensemble cinématique. Cela débouchera sur une méthodologie pour réaliser un downsizing sur des mécanismes afin, par exemple, d’utiliser moins d’énergie, diminuer l’encombrement, la masse, tout en obtenant une puissance de sortie au moins identique. Puis, pour quantifier les améliorations et leur valeur ajoutée, un nouvel indicateur de conception nommé «taux de downsizing» sera défini.

Research Topic

Thanks to the freedom offered by additive manufacturing (AM) processes, design rules are evolving to lead to lighter and stiffer parts with really more complex shapes than those obtained by conventional processes. Worldwide, new tools of assistance to the design are developed, gathered under the naming « Design for Additive Manufacturing » (DfAM). However, most of the DfAM methods suggested in the literature remain focused on only one component and are not considering the product as a system of components. Moreover, optimizations are mainly limited on reducing the mass or the number of parts, and more rarely on adding some functions.

A new approach is presented to realize a multifunctional optimization of a mechanical system (MS). A methodology is first proposed in order to improve a product by using the AM opportunity. Then, to quantify the improvements of a system optimization, a new design indicator appointed « downsizing rate » is defined. Finally, a case study, applied to a compressed-air engine, is presented to demonstrate the relevance of the methodology and the downsizing rate. The design adapted to traditional manufacturing is compared to a part-by-part optimized design and a multifunctional optimized design, both adapted to additive manufacturing.

Enseignement

  • Formation : IUT GMP UTLN, école d’ingénieurs SupMéca Toulon, puis école d’ingénieurs SeaTech UTLN
  • Modules: Conception CAO, transmission mécanique, vibration, Fabrication additive,encadrement de projets