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Massimo ALFIERI (IGE), Aurélien RENARD (stagiaire BUT3) et Mathis RIERA (Doctorant 1A) présenteront leurs travaux au cours d’un séminaire du laboratoire le jeudi 5 juin à 14h.

Geometrical and dimensional assessment in additive manufacturing

Massimo ALFIERI

To develop a methodology to qualify the geometrical and dimensional conformity of pieces produced by additive manufacturing I am currently working on the acquisition of data from the produced pieces and the subsequent dimensional analysis. Other than this I am also working on finding the causal correlation between the input parameters used for the fabrication and the pieces’ quality.

Développement d’une paramétrie de dépôt en Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) pour de l’acier inoxydable 316L

Aurélien RENARD

Au sein du laboratoire de recherche COSMER, un projet est actuellement mené afin de développer une paramétrie de dépôt en Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) robotisé, spécifique à de l’acier inoxydable 316L. Le but de ce projet est de réaliser des cordons simples caractérisés par leur hauteur, largeur et rectitude, ainsi que des empilements de cordons pour réaliser des murs fins caractérisés par leur hauteur, leur largeur et leur planéité.

Génération de trajectoires en temps semi-réel pour la fabrication additive WAAM à partir de mesures géométriques inter-couches in-situ

Mathis RIERA

Parmi les procédés de fabrication additive, le procédé WAAM présente un coût très faible et une bonne productivité pour la fabrication unitaire ou en petite série de pièces brutes de grandes dimensions. Néanmoins, la qualité géométrique des pièces obtenues est encore mal maîtrisée : les déformations liées à la solidification et à la thermique, les divergences d’empilement de cordons et la précision de l’ensemble du système de dépôt représentent un ensemble de causes d’apparition de défauts géométriques. L’objectif de la thèse est de mettre en place une boucle de contrôle-correction de la géométrie de la pièce basée sur des mesures géométriques inter-couches par scan 3D. La trajectoire de fabrication de chaque couche est générée en s’appuyant sur la mesure, pendant le temps de refroidissement de la couche précédente, dans l’objectif de minimiser le défaut géométrique de la pièce finale.

Tanny DAMET (Doctorante 1A) et Thibault LE GENTIL (Post-Doc) présenteront leurs travaux au cours d’un séminaire du laboratoire le mercredi 7 mai à 14h en M112, en préparation du Colloque national S.mart.

La fabrication additive pour les drones sous-marins – Etat actuel et challenges

Tanny DAMET

La fabrication additive (FA), communément appelée impression 3D, est une technologie innovante qui peut être combinée à des méthodes de conception de systèmes mécaniques plus performants. Ce couplage offre des avantages uniques, notamment la possibilité de créer des structures complexes tout en réduisant les coûts et les délais de production. Dans le domaine des drones sous-marins, la FA présente un potentiel considérable pour optimiser la légèreté des structures, améliorer l’équilibrage (stabilité et flottabilité) et maximiser les performances hydrodynamiques tout en contribuant potentiellement à la soutenabilité environnementale. Cette technologie est particulièrement adaptée aux drones sous-marins, qui nécessitent une combinaison étroite de ces caractéristiques pour évoluer efficacement dans des conditions extrêmes. Cependant, l’adoption de la FA reste freinée par des défis techniques et industriels, tels que la durabilité des matériaux en milieu marin, le scepticisme industriel et la complexité d’intégration d’outils avancés comme l’optimisation topologique. Cet article propose une analyse de l’état de l’art de la fabrication additive, ses avantages dans la conception des drones sous-marins et les défis à relever pour exploiter pleinement son potentiel.

Quelles sont les sources prépondérantes d’impacts environnementaux des pièces fabriquées additivement ?

Thibault LE GENTIL

L’industrie manufacturière contribue énormément aux émissions globales et constitue donc un facteur clé à prendre en compte lorsqu’une production plus durable est souhaitée. La fusion laser sur lit de poudre (LB-PBF) est une technique de fabrication additive qui offre la possibilité de fabriquer des pièces métalliques de manière économe en termes de matières grâce à la déposition couche par couche. Ce procédé étant appelé à se développer de manière significative, il est important d’évaluer les effets potentiels de sa mise en œuvre sur l’environnement et d’en identifier les sources. Cet article, présente une comparaison d’analyses de cycle de vie suivant différents scénarios reflétant des cas d’utilisation de machines de fabrication. Ces scénarios permettent d’identifier l’importance relative de la matière, de l’énergie, de la fabrication de la machine et de la consommation d’argon, selon les émissions de gaz à effet de serre et la consommation de matière minérale. Les résultats indiquent une prédominance des impacts liés à la matière consommée et mettent en lumière l’importance d’une utilisation maximale de la machine, tant par son taux d’utilisation que par le remplissage de l’enceinte de fabrication.

Self-Supervised 3D Scene Understanding

I will present our recent work on how a general AI algorithm can be used for 3D scene understanding to reduce the need for training data. More exactly, we propose several modifications of the Monte Carlo Tree Search (MCTS) algorithm to retrieve objects and room layouts from noisy RGB-D scans. While MCTS was developed as a game-playing algorithm, we show it can also be used for complex perception problems. Our adapted MCTS algorithm has few easy-to-tune hyperparameters and can optimise general losses. We use it to optimise the posterior probability of objects and room layout hypotheses given the RGB-D data. This results in a render-and-compare method that explores the solution space efficiently. I will then show that the same algorithm can be applied to other scene understanding problems with RGB data only.

Vous êtes cordialement invités à l’exposé de la conférence blanche de Alexis CLAUDE: « Stratégies de fabrication multiaxes d’orthèses médicales personnalisées obtenues par fabrication additive multi-matériaux »,

et de Ugo BOURGON : »Fabrication d’un motif de Schwarz-P par procédé WAAM »,

le jeudi 2 juin 
de 13h30 à 14h 
en M141 

En préparation de la conférence « Manuf’21.*

Analyse thermique de stratégies de fabrication de pièces cylindriques à parois
épaisses par fabrication additive WAAM
Alexis CLAUDE

Résumé : Le séminaire portera sur le développement de stratégies de fabrication additive de cylindres à parois épaisses obtenus par WAAM (soudage à l’arc). Le matériau utilisé pour l’étude est un alliage d’aluminium 5183 déposé à l’aide d’une source CMT robotisée.

Pour ce faire, il a été nécessaire en amont de toute démarche de mettre en place un système de mesure de température in-situ (pyromètre) ainsi qu’une stratégie de gestion de la température intercouches adaptée. Ce processus est en effet crucial en vue de garantir la fabricabilité ainsi que la géométrie attendue.

Dans le but d’arriver à une méthode de fabrication optimale concernant les cylindres à parois épaisses, plusieurs stratégies de remplissage sont alors étudiées : la stratégie de juxtaposition de cordons, la stratégie de motif d’avance périodique (type sinus) et enfin la stratégie de motif périodique avec contours. Les travaux ont consisté dans un premier temps à définir la paramétrie du motif en configuration simplifiée ; puis dans un second temps, à l’appliquer à la géométrie finale recherchée.

Pour l’instant, les travaux réalisés concernent principalement la stratégie de juxtaposition. Suite à des difficultés rencontrées lors de la juxtaposition de cordons avec une distance inter-cordons constante, une stratégie alternative a été développée et mise en œuvre.

Gestion de la température couche-par-couche pour la fabrication additive WAAM

Maxime CHALVIN(a)(b)*, Alexis CLAUDE(b)(c), Sébastien CAMPOCASSO(b), Vincent HUGEL(b)
(a) SEGULA Technologies, 19 rue d’Arras, 92000 Nanterre
(b) Université de Toulon, COSMER, Toulon, France
(c) Université de Toulon, Plateforme MAQ3D, Toulon, France
* Correspondant : maxime.chalvin@univ-tln.fr

Résumé : La fabrication additive WAAM, basée sur un procédé de soudage Fil-Arc, permet l’obtention de pièces brutes métalliques de grandes dimensions à des conditions économiques intéressantes pour de petites séries. En revanche, la qualité des pièces dépend fortement de la gestion de la température au cours de la fabrication. En effet, le mode de dépôt implique un transfert de chaleur important à la pièce et il peut être nécessaire de procéder à des arrêts du dépôt pour permettre son refroidissement. Dans le but de déterminer l’influence de la chaleur sur la qualité géométrique de pièces de révolution à parois minces, une méthode de mesure de la température in-situ via l’utilisation d’un pyromètre ainsi qu’une stratégie de gestion de la température inter-couches est proposée. Les méthodes de mesure et de gestion de la température inter-couches sont appliquées pour la fabrication de cylindres à parois minces de différents diamètres nominaux. Le contrôle géométrique de ces derniers permet d’évaluer l’impact du diamètre sur la qualité géométrique à iso-conditions de fabrication. Le matériau étudié est un alliage d’aluminium 5183 déposé à l’aide d’une source CMT robotisée. La méthode de mesure et de gestion de la température inter-couches proposée permet ainsi de garantir le dépôt de chaque couche dans des conditions thermiques similaires, dans le but de maîtriser au mieux les conditions opératoires de fabrication.

Mots clés : Fabrication additive, WAAM, Température, Parois minces.