Méthodologie de prise en compte des incertitudes et des interactions des caractéristiques produit/procédé. Application aux procédés de fabrication additive

Résumé

Cette thèse a pour objectif l’élaboration et la mise en œuvre d’une nouvelle méthodologie de conception bidirectionnelle destinée à la Fabrication Additive (FA) prenant en compte les interactions des caractéristiques produit/procédé le plus tôt possible lors de la phase de conception. L’achèvement de tel objectif nécessite de passer à travers une méthodologie de conception spécifique à des procédés de fabrication tenant compte des tolérancements et veillant à trouver un compromis entre les caractéristiques du produit à concevoir, les paramètres du procédé, et de la machine à choisir pour la fabrication. A cette finalité, nous avons proposé une méthodologie permettant de répondre à ces problématiques tout en guidant le concepteur dans son travail, et en validant, étape par étape, les choix pris par ce dernier face aux contraintes imposées par le fabricant. Le point de départ est les exigences du cahier des charges (CDC) sur la base desquelles le choix du matériau et du procédé ainsi que la génération de la géométrie initiale sont faits. L’étape qui suit consiste à définir les paramètres de fabrication optimale, puis, grâce aux modèles mathématiques que nous avons proposés pour la modélisation de la déviation dans les pièces cylindriques et prismatiques, et à travers des tests sur des pièces de géométries bien choisies selon le cas, on pourra évaluer la déviation survenue et la compenser, pour pouvoir arriver aux tolérancements requis. Deux cas d’études sont inclus dans ce travail ; le premier consiste en l’application d’une méthode de multi-optimisation pour pouvoir choisir les paramètres de fabrication optimale pour une application donnée, et la deuxième a pour but la validation des modèles mathématiques proposés pour les formes géométriques considérées. La méthodologie proposée a le majeur avantage d’être bidirectionnelle, dans une démarche d’intégration conception-fabrication. Ceci permet de concevoir un produit en prenant en compte les contraintes imposées par la fabrication, et de valider les choix du procédé et de la machine face aux exigences du CDC. Autre avantage très important est l’évaluation de la déviation pour la compenser afin de pouvoir réaliser les tolérances requises, ce qui constitue un grand pas concret dans la voie d’intégration des tolérancements au plus tôt dans le processus de conception pour la FA.

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