Décomposition avancée de modèles numériques CAO pour le procédé de Stratoconception : développement des outils associés

Advanced decomposition of CAO model applied to Stratoconception : development of associated tools

• Auteur / Autrice : Yves Houtmann
• Direction : Gabriel Ris
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, Traitement du Signal, Génie Informatique
• Date : Soutenance le 16/11/2007
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : IAEM Lorraine
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CRAN - CIRTES
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claire Lartigue, Yvon Gardan, Gabriel Ris, Claude Barlier, Patrick Martin, Sébastien Remy
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Claire Lartigue, Yvon Gardan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Décomposition (méthode mathématique)

Conception assistée par ordinateur

Prototypage rapide

Mots clés libres

Stratoconception

Points critiques

Lignes de reflets

Résumé

La Stratoconception est un procédé de prototypage rapide permettant de fabriquer directement par couches une pièce créée par CAO. Ce procédé consiste à trancher une pièce en un ensemble de couches élémentaires simples, appelées strates, dans lesquelles sont introduits des renforts et inserts. Les pièces élémentaires sont identifiées puis fabriquées directement par micro-fraisage rapide, à partir de matériaux en plaques. Ces pièces élémentaires sont ensuite assemblées pour reconstituer le produit final. La notion de décomposition de modèle numérique en entités donne encore lieu à de nombreux développements et travaux. A l’origine, les entités de décomposition correspondaient à des entités élémentaires d’usinage (plan, cylindre, balayage…). Aujourd’hui, les travaux portant sur la décomposition de modèles sont surtout appliqués dans les domaines de l'imagerie, de la reconnaissance de similarités et de la réation de nouveaux modèles à partir de mode`les existants. Lorsqu’on applique la notion de décomposition à la Stratoconception, il apparaît que celle-ci n’est pas unique et qu’il est possible de définir trois types de décompositions adaptées à des problématiques bien distinctes : décomposition en strates, en morceaux et en entités. Chacune de ces décompositions résout des problèmes d'accessibilté, de réduction de dimensions de modèles et d'optimisation de vitesse de réalisation. Nous avons plus particulièrement travaillé sur l'optimisation du tranchage par l'utilisation de points caractéristiques et sur l'utilisation de la ligne de reflet pour la décomposition de formes tubulaires. Nous avons également étudié un algorithme de décomposition en entités convexes approchées.

Stratoconception is a rapid prototyping process. It allows the direct manufacturing of a CAD model, layer after layer. This process consists in breaking the part down, by computing, into a set of straightforward elementary layers called stratum, in which stiffeners and strengthening plugs are inserted. The elementary parts are identified and then directly manufactured by rapid milling from sheet material. These elementary parts are the fitted together and imbricated in order to rebuild the final part. A lot of work was published about decomposition of model. At the beginning, the entities were used in the context of machining (of plane, cylinder,...). Nowadays, the decomposition is applied in the field of multimedia vizualisation, similarities recognition or conception of new models by using atabase of existing models. In Stratoconception, we identify three types of decomposition, each of one responding to specific problem : decomposition in strata, pieces of strata and entities. Each of these decomposition solves accessibility, reduction of model's size and speed up of manufacturing time problems. We work more specifically on the optimization of slicing procedure by using critical points ans on the manufacturing of tubular models by using parting line. We also study the decompposition of model into nearly convex entities.