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Travailler à G-Scop
Laboratoire des Sciences pour la Conception, l'Optimisation et la Production de Grenoble
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Fabrication assistée par ordinateur pour le procédé de fabrication additive par faisceau d'électrons

Titre de la thèse : Fabrication assistée par ordinateur pour le procédé de de fabrication additive par faisceau d'électrons
Directeur(s) de thèse : François Villeneuve, Frédéric Vignat
Ecole doctorale : IMEP2
Date de début (souhaitée) : 1 septembre 2013
Financements envisagés - Contexte - Partenaires éventuels :

Depuis juillet 2012, G-SCOP dispose d'un moyen expérimental de pointe, unique en France dans un laboratoire de recherche. C'est une machine de fabrication additive à faisceau d'électrons (Electron Beam Melting, EBM) capable de produire des pièces en alliage de titane à partir de poudre, dans un volume de 200x200x200 mm.
Cet équipement est le premier implanté sur site universitaire en France. Cet achat a été rendu possible grâce à un partenariat entre le Labex CEMAM (Centre d'Excellence sur les Matériaux Architecturés Multifonctionnels) dont le laboratoire SIMAP est un des acteurs majeurs et l'AIP PRIMECA, avec lequel le laboratoire G-SCOP travaille en relation étroite.

Description du sujet :

Les travaux réalisés au laboratoire G-SCOP dans le cadre de la thèse de Benjamin VAYRE nous ont conduits à identifier les différents moyens de fabrication additive, leurs capacités et les contraintes associées à leur usage.
La mise en oeuvre d'un procédé particulier, le procédé EBM, a permis d'analyser la chaîne numérique actuelle et d'identifier les évolutions nécessaires. De plus les différentes campagnes d'essais ont fait ressortir la complexité du choix des paramètres de production tels que les paramètres machine, la mise en place de supports ou bien le choix de l'orientation de la pièce dans l'espace machine.
L'objectif du travail actuel est de proposer une nouvelle organisation de la chaîne numérique et en particulier de sa partie interface entre le modèle numérique du produit et la réalisation sur le moyen de fabrication. L'objectif est d'être capable de :

- Réaliser une simulation du procédé afin d'étudier la faisabilité des produits
- D'associer des modèles pour l'assistance :
  •  à la mise en place des supports lors de la fabrication de la pièce
  •  au choix d'orientation de la pièce dans l'espace machine
  • au découpage virtuel des pièces en zones auxquelles associer des jeux de paramètres machine différents
  • au choix des jeux de paramètres adéquats en fonction des caractéristiques à obtenir sur le produit fabriqué.
En effet on peut déjà constater que les jeux de paramètres influent plus
particulièrement sur
  • les déformations des pièces en cours de production
  • les finis de surface
  • la qualité métallurgique du produit
  • la pénétration du faisceau d'électrons
L'objectif de la simulation est de pouvoir fixer les jeux de paramètres en fonction de critères établis sur ces différents défauts.

L'objectif du travail proposé est :
  •  De faire une étude bibliographique sur les technologies de fabrication additives et la chaîne numérique associée
  • Sur une machine particulière (EBM de chez ARCAM), étudier et décrire la chaîne numérique
  • Comparer cette chaîne numérique à son équivalent dans le domaine des technologies de fabrication classique
  • Adapter le concept de fabrication assistée par ordinateur à la fabrication additive
  • Réaliser une étude bibliographique de la modélisation du processus
  • Proposer un outil de simulation du procédé et d'aide au choix des paramètres de
fabrication
  • Synthétiser tout ça par la proposition d'une chaine nuérique adaptée a la fabrication additive
Contact(s) : François Villeneuve, Frédéric Vignat

mise à jour le 2 mai 2013

  • Tutelle CNRS
  • Tutelle Grenoble INP
  • Université Joseph Fourier
  • Tutelle UMR
Univ. Grenoble Alpes