Magazine Lundi 28 mai 2018 - 13:57

Les Assises européennes de la fabrication additive 2018

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Trophée AFPR Assises européennes de la fabrication additive

Pour cette nouvelle édition, les Assises européennes de la fabrication additive se dérouleront du 19 au 21 juin 2018 à CentraleSupélec sur le plateau de Saclay. Cet événement sera une fois de plus l’occasion de rencontrer les acteurs du secteur et de découvrir les dernières innovations.

Par Alain Bernard, professeur des universités à l’École centrale de Nantes et vice-président de l’AFPR.

Comme chaque année, le contenu du programme des Assises européennes de la fabrication additive sera différent de celui des autres manifestations organisées en France, voire en Europe. Pourquoi, me direz-vous ? Eh bien, parce que les intervenants et les sujets traités apportent toujours des connaissances nouvelles, des innovations, des approfondissements scientifiques et techniques. Bref, c’est the place to be du 19 au 21 juin prochain pour les acteurs du domaine de la fabrication additive !

Au menu cette année, quelques présentations plénières de haute qualité. Y seront abordées la fabrication hybride, la 4D, mais aussi des avancées en termes de normalisation, de conception, de simulation, de technologies innovantes, de nouveautés dans le domaine des matériaux. Vous découvrirez des modèles-méthodes-outils pour qualifier la chaîne de valeur, pour la piloter et pour en suivre la traçabilité. L’hygiène et la sécurité, critères indispensables à l’industrie du futur, feront, une nouvelle fois, l’objet de présentations et discussions. Bien sûr, la fabrication additive sera traitée par secteur, avec des focus importants sur le médical et la construction. L’ensemble des présentations sera illustré par des applications et des retours d’expérience, avec la mise en avant de projets importants pour l’évolution des pratiques industrielles. Enfin, les fabricants seront eux aussi mis en valeur au travers des pitchs et des tables rondes qui leur permettront de présenter les dernières avancées et innovations. Voici quelques présentations des sessions que vous aurez l’occasion de suivre à ces Assises européennes de la fabrication additive.

Session « Conception »

La révolution industrielle promise par l’avènement de la fabrication additive passera obligatoirement par une maîtrise de la chaîne numérique. Nous ne pouvons pas envisager de concevoir sans adapter le modèle CAO aux caractéristiques de la technologie additive, ou sans définir une méthodologie de conception qui tienne compte des process additifs. Les différents procédés en fabrication additive offrent une plus grande liberté de conception qu'en fabrication traditionnelle. Cependant, ils comportent des contraintes et des caractéristiques différentes et nouvelles, qui implique de disposer d’outils d’aide à la décision permettant de choisir le bon procédé de fabrication, qu’il soit additif ou soustractif.

Historiquement, les systèmes de CAO ont été influencés par des process de fabrication traditionnelle, notamment par l’usinage. Leur remise en cause peut donc être légitime dans le cadre d’une approche dédiée à la fabrication additive, rendant nécessaire une modélisation fonctionnelle. Les englobants, définissant un espace de conception et des fonctions que doit remplir la pièce à concevoir, sont à la base d’une intégration numérique cohérente. L’optimisation topologique et la conception générative offrent également des réponses intéressantes. C’est pourquoi, au cours des Assises européennes de la fabrication additive, nous aborderons la conception pour la fabrication additive (DFAM), la gestion et la modélisation de la connaissance en CAO, les fonctions et les outils de préparation des modèles CAO, l’optimisation topologique ou encore la conception générative.

Par Nicolas Gardan – MICADO/iNumLab.

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Conception Micado Assises européennes de la fabrication additive A3DM

Session « Modélisation / Simulation »

Les technologies de fabrication additive offrent de nouvelles possibilités pour la fabrication de pièces fonctionnelles, en permettant par exemple des formes complexes ou encore des structures spécifiques (lattices). Elles apportent des propriétés nouvelles au coeur des matériaux, comme l’allègement, l’amortissement, etc. Il est également envisageable de mettre en œuvre des gradients de matériaux ou d’utiliser des matériaux différents à plusieurs endroits d’une même pièce, choisis en fonction des contraintes que cette pièce subira en service.

Dans ce nouveau paysage que nous offre la fabrication additive, la modélisation et la simulation des procédés vont jouer un rôle important et devenir rapidement incontournables. Elles vont permettre de remplacer les traditionnelles approches essai/erreur souvent utilisées pour la mise au point, de mieux comprendre et maîtriser les influences des paramètres et des stratégies de fabrication. Modéliser et simuler permettra de réduire les temps de mise sur le marché des nouveaux composants, au design optimisé. De plus, la réalisation des grandes pièces sera un des premiers secteurs d’application en offrant la possibilité de connaître la manière dont la pièce se présentera en fin de fabrication, voire après traitement thermique, de façon à pouvoir compenser les déformations induites dès l’étape de conception, sur le modèle numérique de départ.

Les outils numériques de base existent, mais la juxtaposition et la superposition d’une très grande quantité de petits cordons de matière nécessitent des moyens de calculs adaptés et la mise en place de nouveaux modèles. Ces derniers sont à l’étude dans de nombreux laboratoires et chez les éditeurs de solutions logicielles. Au travers de présentations ciblées, des spécialistes tenteront d’apporter des réponses aux questions que beaucoup se posent : où en est-on dans ce domaine et que peut-on en attendre ? Quelles sont les limites actuelles de la modélisation ? Enfin, une table ronde réunira les principaux éditeurs de solutions du marché, qui pourront faire un état des avancées de leurs produits et répondre aux questions du public.

Par Didier Boisselier – Irepa Laser.

Fabpilot, la solution software

Sculpteo, service en ligne fondé en 2009, a développé son activité auprès d’un large public, du prototypage à la production. Les challenges de production et de montée en charge l’ont amené à développer sa propre chaîne numérique. Depuis novembre 2017, ces outils sont devenus une nouvelle ligne de produits pour Sculpteo, qui se développe donc dans un nouveau métier : l'édition de solutions logicielles SaaS.

Clément Moreau, directeur général et cofondateur de Sculpteo, montrera comment la société a révolutionné son propre métier en devenant éditeur de logiciels, mais aussi les progrès qu’ont réalisés les clients de Fabpilot, la solution software de Sculpteo, en l’intégrant à leur workflow. L’organisation software est devenue une part importante de la valeur ajoutée d’une usine de fabrication additive. Sculpteo a pris une option ambitieuse, en développant sa propre suite plutôt qu’en intégrant des outils disparates. Pourquoi ? Pour qui ? Avec quel effort ? Autant de thèmes à aborder.

Par Clément Moreau – directeur général et cofondateur Sculpteo.

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Session médicale

La session médicale des Assises européennes de la fabrication additive débutera le 21 juin au matin. Les différents experts intervenant dans cette session vous présenteront les dernières évolutions dans le domaine en plein essor des applications médicales de l’impression 3D. En permettant la customisation de masse des dispositifs médicaux, qui peuvent dès lors s'adapter à l'anatomie de chaque patient et présenter de nouvelles fonctionnalités, cette technologie joue aujourd'hui un rôle prépondérant.

La session couvrira le champ des applications médicales : prothèses internes et externes, orthèses, modèles d’étude, guides chirurgicaux et bio-impression. Seront également abordés les procédés d’imagerie en amont et les questions réglementaires importantes à connaître pour l’utilisation de l’impression 3D en médecine.

Par Didier NIMAL – président de la session médicale.

Session « Normalisation »

L’activité de normalisation en fabrication additive est en pleine expansion, avec plus de vingt groupes de travail ISO/ASTM et douze groupes en France. L’UNM (bureau de normalisation par délégation de l’AFNOR) a en charge la commission de normalisation UNM 920 « Fabrication additive », qui élabore les normes françaises du domaine et qui représente la France au sein des comités européen et international.

Les demandes en documents normatifs se font plus insistantes et proviennent de secteurs divers, comme par exemple l’aéronautique ou le médical. Depuis 2010, les bases ont été posées et de plus en plus de groupes travaillent aux niveaux ISO et ASTM sur des thématiques liées aux spécificités des matériaux, aux procédés, à la qualité, aux échanges de données, à la sécurité... Une activité commune ISO, ASTM et CEN.

Au plan français, l’activité s’intensifie également avec la création de plusieurs groupes ad hoc sur des thèmes comme les équipements sous pression, la structuration des bases de données matériaux ou la sécurité. La présentation aura pour but de faire un état des lieux des publications et travaux en cours.

Par Olivier Coissac, UNM.

Session « HSE »

Généralement peu abordée lors des congrès, la problématique HSE en fabrication additive relève principalement des différents cas d’emploi et de leurs spécificités liées aux technologies et matériaux mis en œuvre. Le management HSE relève donc de l’analyse des risques et de leur management, tout au long du processus d’élaboration du produit fini, en allant des matériaux de base (fil, poudre…) au post-traitement des pièces réalisées (ébavurage, sablage, polissage…, traditionnel, chimique ou autre), en passant par l’élaboration des pièces.

Des analyses ont été menées et des solutions plus ou moins innovantes permettent aux hommes et aux machines de travailler en toute sécurité.

Lors de cette session, nous espérons vous informer, vous orienter et échanger avec vous sur ces sujets qui permettent d’aborder en toute précaution l’avenir radieux de la fabrication additive.

Par Philippe Vannerot.

De l’auto-organisation à l’impression 4D

L’auto-organisation spontanée, comme dans les systèmes vivants, repose sur un mécanisme de production de structures macroscopiques à partir d’interactions entre constituants ou sous-structures à des niveaux d’intégration inférieurs. Les interactions entre ces parties sont elles-mêmes produites localement sans aucune référence à une structure globale préconçue (du moins en apparence). Il est donc peu probable d’atteindre par ce biais une forme donnée correspondant à une consigne précise. Cependant, si l’on ajoute à ce système des perturbations spécifiques, localisées dans l’espace et dans le temps, il est possible de l’orienter, au moins en partie, vers la forme souhaitée, introduisant une sorte de déterminisme, parfois maîtrisé par l’ingénieur, s’appuyant sur les lois de la physique, de la chimie et de la biologie. En modifiant l’environnement, il est en principe possible de faire évoluer la forme des objets créés dans un ou des champs de potentiel (électromagnétique, photonique, chimique, biochimique, mécanique, etc.). L’idée de base de l’impression 4D est ainsi définie.

Si, au départ, les travaux créatifs du MIT ont permis de concrétiser ces concepts de base, en réalisant des objets selon des voies originales – création d’ordre par le désordre, assemblage programmé à partir de voxels robotisés pour des tailles centimétriques, origamis, etc., ceux de Rothemund (Caltech) pour des nano-objets – ces preuves de concept n’ont pas conduit, pour différentes raisons, à des applications industrielles. En effet, pour l’essentiel, manipuler la matière de manière globale, pour stimulante qu’elle soit, n’entre que très imparfaitement dans les pratiques des scientifiques et des ingénieurs engagés dans des approches certes téléologiques, mais par des voies moins disruptives.

Sur cette base de KIS (Keep It Simple), les publications traitent soit d’origamis, soit d’objets 3D contenant de la matière activable par différents stimulants (pH, chaleur, lumière, champ électromagnétique, etc.). On passe donc d’une approche globale à une méthodologie plus classique : réalisation d’une pièce 3D par fabrication additive avec des matériaux actifs, suivie d’une stimulation localisée dans l’espace et dans le temps pour faire évoluer la forme d’un objet. Cette approche réductrice conduit depuis quelques années à des preuves de concept tout à fait stimulantes intellectuellement parce que visuelles (mais pas uniquement). Elle pose cependant la question de l’opérationnalité des technologies 4D, qui doivent satisfaire un certain nombre de contraintes : nature de la stimulation, sa conduite, qualités mécaniques, fonctionnalités, temps de réponse, réversibilité, nombre de cycles, vieillissement, etc, dans une logique de convergence interdisciplinaire.

Ainsi, en dehors d’aspects procédés 3D bien maîtrisés, se posent des questions de chimie et de matériaux, de localisation des stimulations, etc. Ces différents éléments feront l’objet d’une présentation pour tenter d’illustrer les dynamiques de recherche à entreprendre.

Par J.C. André.

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Impression 4D Assises européennes de la fabrication additive AFPR A3DM

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