Optimisation Des Stratégies Robotisées Pour Le

il y a 3 semaines

Nantes, France IRT Jules Verne Temps plein

**Optimisation des stratégies robotisées pour le WAAM**:

- Réf
- **ABG-115568**
- Sujet de Thèse- 29/06/2023- Contrat doctoral- IRT Jules Verne- Lieu de travail- Nantes - Pays de la Loire - France- Intitulé du sujet- Optimisation des stratégies robotisées pour le WAAM- Champs scientifiques- Robotique

**Description du sujet**:
Afin d’aider les partenaires industriels à garder une longueur d’avance technologique, l’IRT Jules Verne a créé le programme PERFORM (ProgrammE de Recherche Fondamentale et de Ressourcement sur le Manufacturing) qui stimule le développement de la recherche amont par le financement de grappes de thèses de doctorats portant sur des problématiques industrielles identifiées.

Le programme est cogéré par l’IRT Jules Verne et ses partenaires industriels et académiques.

Les procédés de fabrication additive sont en développement depuis de nombreuses années. Beaucoup d’industriels s’y intéressent en raison des avantages concurrentiels que peuvent apporter la maîtrise de ces procédés, si les pièces sont conçues spécifiquement pour eux (rapidité de conception et de réalisation des pièces, grande souplesse dans le design, gain de matière, gain de poids,).

Parmi ces procédés, ceux appartenant à la famille DED (Directed Energy Deposition) sont particulièrement intéressants car l’apport de matière par projection de poudre ou par fusion de fil donne plus de liberté et permet la fabrication de pièces de plus grandes dimensions. Chaque année, de plus en plus de pièces industrielles sont fabriquées avec de tels procédés.

Cependant, un frein majeur s’oppose à leur plein développement : il s’agit de la maîtrise des procédés de fabrication basée sur une approche multiphysiques de type procédés - matériaux tout en gardant les meilleures propriétés d’usage (mécaniques notamment) des pièces produites.

Les procédés WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), donc de fabrication additive par dépôt de fil métallique avec des procédés de soudage à l'arc, sont de plus en plus utilisés et envisagés dans diverses industries manufacturières liées à leurs nombreux atouts : taux de dépôt important, peu de perte de matière, etc.

Cependant, la fabrication additive métallique DED par fusion de fil (WAAM) n’est pas encore dans sa phase d’industrialisation. Ceci étant dû en grande partie aux géométries des pièces à fabriquer qui sont assez délicates à maitriser. Le cas de pièces simples (parallélépipèdes, cylindres,) et/ou peu volumineuses ne pose généralement pas de problème.

Pour des pièces complexes, il s’avère que dans grand nombre de cas, la forme de la pièce et/ou la taille des parois des pièces construites ne sont pas conformes à ce qui était souhaité.

L’unique contrôle qui est, dans la plupart des cas, mis en place pour essayer de gérer ces problèmes est l’utilisation de systèmes de contrôle d’hauteur d’arc (type AVC, pour Arc Voltage Control). Ces systèmes permettent de gérer plus ou moins correctement la hauteur des cordons qui sont déposés mais ne gèrent en rien leur largeur et ne permettent pas de prévenir l’effondrement éventuel d’un dépôt.

Lorsque l’on fabrique une pièce par procédé additif WAAM, certains paramètres opératoires sont à prendre en compte comme le maintien de l'arc électrique, la maîtrise du bain liquide, les projections, la géométrie des pièces, en particulier dans la direction d'empilement et aux jonctions, les déformations, etc. Le métal qui est fondu afin d’être déposé, entraîne des gradients thermiques importants et donc des transformations métallurgiques pouvant faire apparaitre des défauts et des contraintes dans la matière déposée et donc affecter les propriétés mécaniques des pièces fabriquées.

Dans le cadre des procédés fil robotisés, il est nécessaire de maîtriser les interactions entre les paramètres du procédé et les mécanismes de transformation de la matière (contrôlés par les gradients thermiques, pilotés par les paramètres électriques et les vitesses de fil et de déplacement de la torche de dépôt, entre autres) ainsi que les caractéristiques de la machinerie robotisée de dépose (vitesse de dépose, position relative de la torche de dépose ) pour garantir la performance du procédé et la qualité de la pièce finale obtenue (en termes de respect de la géométrie de la pièce, de sa santé matière ainsi que des propriétés d’emploi mínimales exigées). Il est donc capital de considérer le processus de fabrication dans son intégralité pour prendre en compte toutes les sources directes et indirectes ayant un impact sur la qualité de la pièce fabriquée.

La connaissance de la morphologie du cordon déposé est nécessaire pour la génération de trajectoires dont la hauteur de couche, avec la géométrie de la pièce, est la donnée principale pour obtenir des pièces

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  • Responsable Du Pilotage Stratégique Des Ressources

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    Chez ROBOPLANET, nous développons des robots (robots, drones, crawlers) & moyens mécatroniques d’intervention dans des environnements difficiles (travaux en hauteur, sous-marins, etc). Ces innovations sont commercialisées en France et à l'étranger. Nous sommes une entreprise à taille humaine, nous travaillons pour des grands groupes industriels...

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