Thèse soutenue

Intégration de fonctions avancées à l’inter-strate de pièces réalisées par le procédé de Stratoconception : méthodologie et développement des outils associés

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Auteur / Autrice : Benoît Delebecque
Direction : Gabriel RisClaude Barlier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique, Traitement du Signal et Génie Informatique
Date : Soutenance le 19/11/2007
Etablissement(s) : Nancy 1
Ecole(s) doctorale(s) : IAEM Lorraine
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CRAN
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoît Eynard, Yvon Voisin, Alain Bernard, Gabriel Ris, Claude Barlier
Rapporteurs / Rapporteuses : Benoît Eynard, Yvon Voisin

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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Nos travaux de recherche s’inscrivent dans le contexte du prototypage rapide, plus particulièrement dans celui de la Stratoconception. Ce procédé consiste en la décomposition automatique de l’objet en une série de couches élémentaires appelées strates. Chacune de ces strates est directement fabriquée par micro-fraisage rapide 2,5 axes à partir de matériaux en plaques. Tous ces éléments sont ensuite assemblés afin de reconstituer la pièce finale. Si l’usinage est entièrement automatisé, l’assemblage est une opération qui demande encore une intervention manuelle. Un bilan des méthodes actuelles utilisées pour l'assemblage des strates montre les inconvénients et les limitations de ces techniques. Notre contribution porte sur une nouvelle méthode d’assemblage, l’emboîtement. Elle permet l’intégration d’entités d’assemblage au sein des couches. Pour cela, nous avons développé un système de génération automatique des entités dans le processus. Les outils et méthodes logicielles permettent d’automatiser cette opération, en définissant les entités d’assemblage, leur forme, leur dimensionnement et surtout leur positionnement au sein des couches. Nous présentons diverses approches de localisation de ces entités au travers d’algorithmes de placement par grilles, par forces de répulsion ou par un algorithme génétique de recherche du k-gon maximum inscrit. Le développement d’un algorithme original de localisation automatique des entités par squelettisation a permis d’optimiser le placement des entités par rapport à la géométrie des couches. Une seconde approche est proposée : l’emboîtement complet. La génération de l’emboîture à partir des contours de l’inter-strate induit la problématique des formes imbricables, c’est-à-dire la création de formes mâles et femelles complémentaires et réalisables par l’outil d’usinage. Enfin, nous concluons le mémoire en mettant en évidence les premiers résultats industriels au travers des outils implémentés dans le logiciel du procédé et des pièces réalisées par cette nouvelle méthode.