CAPP pour la fabrication additive hybride

CAPP for Hybrid Additive Manufacturing.

• Auteur / Autrice : Zhen Hong
• Direction : Alain Bernard, Yicha Zhang
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Mécanique
• Date : Soutenance le 28/04/2021
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Nantes Université)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes
• Jury : Président / Présidente : Lihong Qiao
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Bernard, Yicha Zhang, Lihong Qiao, Nicolas Perry, Frédéric Vignat, Sébastien Campocasso
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nicolas Perry, Frédéric Vignat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Machines-outils -- Commande numérique

Simulation par ordinateur

Prototypage rapide

Mots clés libres

CAPP

HAM

Volume initial

Séquence de dépôt

Trajectoire de dépôt

Optimisation évolutive

CAPP

HAM

Initial volume

Sequence planning

Path planning

Evolutionary optimization

Résumé

La fabrication additive hybride (HAM) devient de plus en plus importante pour obtenir des produits d'utilisation finale. Cependant, quelques problèmes persistent à toutes les étapes de la chaîne de traitement de HAM et cette thèse rapporte les études sur la planification des processus. L'ensemble de la recherche propose des méthodes pour trois tâches clés de la planification des processus en HAM à un niveau relativement général. Les principales méthodes proposées comprennent la génération et l'optimisation du volume initial, la planification des séquences et la planification des trajectoires. Pour démontrer ces méthodes proposées, un ensemble de cas de simulation numérique est utilisé pour la démonstration. Un procédé HAM spécial, la pulvérisation à froid avec usinage CNC, est adopté pour définir les exigences de l'application et les contraintes de fabrication dans le calcul. Cependant, l'objectif de cette recherche est de développer des méthodes génériques pour plus de processus HAM, où des systèmes multi-axes sont appliqués. En modifiant les contraintes de fabrication, les méthodes proposées et les algorithmes mis en œuvre pourraient être adoptés pour de larges applications CAPP dans différents processus HAM.

Hybrid additive manufacturing (HAM) is becoming increasingly important to obtain end-use products. However, a couple of problems still exist in all the stages of HAM’s processing chain and this thesis reports the studies on process planning. The whole research proposes some methods for three key tasks of process planning in HAM at a relatively general level. The main proposed methods include generation and optimization of the initial volume, sequence planning, and path planning. To demonstrate these proposed methods, a set of numerical simulation cases are used for demonstration. A special HAM process, cold spraying with CNC machining, is adopted to set the application requirements and manufacturing constrains in computation. However, the objective of this research is to develop generic methods for more HAM processes, where multi-axis systems are applied. By changing the manufacturing constraints, the proposed methods and implemented algorithms could be adopted for wide CAPP applications in different HAM processes.