News Vendredi 4 décembre 2020 - 09:03

Trois projets de l’IRT SystemX pour la fabrication additive

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IRT SystemX

Lors d’un webinaire diffusé le 25 novembre dernier, l’IRT SystemX, Institut de Recherche Technologique SystemX se positionnant comme un accélérateur de la transformation numérique de l’Industrie, des services et des territoires, a présenté les premiers résultats de ses projets de recherche et de développement (R&D) en cours. Parmi ces derniers, trois projets intègrent la fabrication additive. Ils portent sur les thèmes : la durabilité des structures lattices, la fabrication additive LMD et le développement d’une plateforme d’optimisation topologique. A3DM Magazine vous présente ces trois projets.

DSL – Durabilité des Structures Lattices

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IRT SystemX Lattices

Lancé en juin 2018, en collaboration avec l’IRT de Saint-Exupéry, le projet « Durabilité des Structures Lattices » a pour but de créer un outil capable de prédire le comportement mécanique des structures lattices en croisant les propriétés singulières des matériaux et les variabilités géométriques propres au procédé de fabrication. Pour ce faire, les chercheurs ont adapté une approche multi-échelle. Ils ont fabriqué plus de soixante-dix éprouvettes de micro-poutres pour les soumettre à des analyses tomographiques et mécaniques. Les résultats de ces analyses sont ensuite liées aux procédés de fabrication pour en extraire des lois de comportements. Les études tomographiques ont été réalisées avec les techniques de tomographie à rayons X. Ces outils ont permis de produire et de traiter des nuages de points pour chaque micro-poutre. L’équipe d’ingénieurs a ainsi pu déceler les défauts géométriques de chaque échantillon et ainsi produire un modèle mécanique paramétrique de la structure qui inclut ses défauts. Grâce à cela, elle a été capable de faire un lien entre les défauts géométriques et les comportements des structures avec défaut, et ainsi d’estimer les dispersions de résistance des structures à partir d’une propagation d’incertitude. L’équipe a pu, à partir de ces lois de comportements, réaliser des modèles 3D qui incluent de nouvelles conditions limites mesurées. Ces paramètres permettent une simulation plus précise du comportement de la pièce et donc une meilleure estimation de ses réelles caractéristiques techniques et mécaniques.

CDF – Conception des Directives de Fabrication

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IRT SystemX Conception des Directives de Fabrication Additive

Le projet « Conception des Directives de Fabrication », lancé en octobre 2017, traite exclusivement du procédé d’impression 3D Laser Metal Deposition (LMD), qui appartient à la famille des procédés DED. Il a pour principal objectif de prédire les temps de fabrication en prenant en compte les cinématiques machines. Les objectifs subsidiaires sont de simuler le dépôt de matières, de simuler les zones à risques de collisions entre la buse et la pièce ainsi que d’optimiser les trajectoires selon différents critères. Ce projet a été diviser en plusieurs briques logicielles à partir des données cinétiques et de trajectoire : une brique « kin » pour estimer le temps et la qualité de la fabrication, une brique simulation, une brique « collision » et une brique « optimisation ». Chaque brique va analyser le fichier APT et estimera la vitesse de la buse et la géométrie du dépôt de matière. Le logiciel se présente sous la forme d’un démonstrateur SaaS qui permet de visualiser le mouvement de la buse, regarder des statistiques sur la simulation mais aussi de visualiser la simulation de dépôt de matière sous différentes formes. Enfin, il permettra d’analyser, de comparer et de choisir avec justesse parmi diverses stratégies de fabrication, évitant à l’opérateur la réalisation de plusieurs impressions tests pour valider un processus de fabrication.

TOP – Topology Optimization Platform (Plateforme d’optimisation topologique)

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Plateforme optimisation topologique IRT SystemX

Débuté en 2017, le projet « Topology Optimization Platform » a pour but de créer des outils performants pour répondre à des demandes de conception complexes. L’optimisation topologique cherche à atteindre une distribution de la matière optimale dans une surface donnée. L’IRT a donc développer une plateforme d’optimisation topologique avec de nombreuses caractéristiques pour répondre à des demandes qui vont au-delà du cas de masse.

  • Un processus de conception sur la méthode des lignes de niveaux et de remaillage de la pièce.
  • La mise en place d’une architecture du logiciel modulaire avec un solveur non intrusif
  • Traiter de critères d’optimisation non linéaire, mécaniques.

L’IRT a exposé, lors de son webinaire (en replay ci-dessous) des exemples concrets d’optimisation topologique à travers sa plateforme.

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