Optimisation topologique et fabrication additive: l’alliance gagnante ?

Optimisation topologique et fabrication additive: l’alliance gagnante ?

Gain de masse, liberté de conception, rapidité de production… l’optimisation topologique et la fabrication additive font la différence dans de nombreux secteurs, en particulier l’aéronautique. Qu’est-ce que l’optimisation topologique ? L’optimisation topologique est une méthode qui permet de diminuer le poids total d’une pièce ou d’un composant. Elle vise à distribuer la matière de manière optimale en se basant sur un ensemble de charges, de limites de volume de la structure, ou encore de conditions de l’utilisateur. Le principe est d’utiliser un logiciel pour optimiser la pièce en enlevant de la matière là où elle n’est pas utile, c’est-à-dire aux endroits où les efforts ne transitent pas. Cette opération est réalisée à partir des premiers jets d’un modèle 3D, ou depuis le scan 3D d’une pièce existante en vue de l’améliorer. Le logiciel va alors projeter différentes forces et charges sur la pièce. Il va permettre d’identifier les parties où ne passent pas les efforts, et qui donc ne sont pas utiles à la pièce. Le rendu final avec cette approche est souvent reconnaissable à son aspect plus « squelettique » et organique que les produits conçus de manière traditionnelle. L’importance de combiner fabrication additive et optimisation topologique Pourquoi les deux approches fonctionnent-elles bien ensemble ? En alliant l’optimisation topologique aux techniques de fabrication additive, le champ des possibles s’élargit considérablement : D’un côté, l’optimisation topologique permet de concevoir des géométries complexes que l’usinage traditionnel ne peut pas réaliser ; De l’autre, la fabrication additive permet de créer des formes tout aussi complexes qui ne peuvent être reproduites par des procédés conventionnels ; Impression 3D et optimisation topologique permettent donc d’accélérer et d’améliorer la création de...
Industrie aéronautique et technologies 3D : quels enjeux et quelles spécificités ?

Industrie aéronautique et technologies 3D : quels enjeux et quelles spécificités ?

Le contexte aéronautique mondial est caractérisé par une très forte concurrence. L’industrie aéronautique, qu’elle implique les compagnies aériennes ou le secteur militaire, est en recherche constante de réduction de coûts, de gain de masse et de fiabilité de maintenance… tout en améliorant l’expérience voyageur et en diminuant l’émission de CO2, pour l’aviation commerciale. Du scan 3D au recours à la fabrication additive, les technologies 3D révolutionnent déjà l’aéronautique… et ce n’est que le début. Aujourd’hui, comment est utilisée la 3D dans l’industrie aéronautique ? Parmi les exemples les plus connus de recours à la 3D dans l’aviation, on peut citer l’Airbus A350 XWB et ses 1 000 pièces imprimées en 3D dès 2014. Le constructeur poursuit d’ailleurs sur cette voie, tant pour la production d’attaches moteurs en titane et de fuselages que pour la standardisation des solutions Stratasys pour la chaîne d’approvisionnement de l’A350 XWB. General Electric, qui investit massivement dans la 3D, rencontre un succès exceptionnel avec ses moteurs LEAP, conçus avec Safran Aircraft Engines, qui intègrent 19 injecteurs de fuel imprimés en 3D. Grâce à la fabrication additive, le moteur est plus léger (25% de masse en moins), apporterait une durée de vie 5 fois supérieure à ses prédécesseurs, et ne nécessite plus qu’une pièce contre 18 parties à assembler avant ! La 3D ne concerne pas que les pièces qui composent l’avion. Il peut aussi s’agir de pièces utilisées pendant des opérations de maintenance ou de contrôle, telles que les protections de commandes de cockpit. Autre exemple en matière de maintenance : la société française BeAM utilise « le procédé CLAD® (Construction Laser Additive Directe) pour construire ou reconstituer des...
L’impression 3D : à l’aube de la 4e révolution industrielle ?

L’impression 3D : à l’aube de la 4e révolution industrielle ?

Si les médias se focalisent sur l’impression 3D à destination du grand public, les vrais enjeux se jouent ailleurs. Industriels, ingénieurs et sociétés de la plupart des secteurs d’activités seront amenés à intégrer les technologies 3D dans leur manière de travailler et de produire au cours des années à venir, au risque d’être dépassés par la concurrence et par de nouveaux entrants agiles et innovants. Mais pourquoi la 3D fait-elle autant la différence, en particulier pour les ingénieurs et industriels ? En quoi l’impression 3D peut-elle provoquer la «4e révolution industrielle », comme le prédit le Dr Tim Minshall, du Cambridge University Engineering Department ? Fabrication additive et naissance d’un nouveau paradigme industriel La principale raison vient de la rupture fondamentale avec le modèle de production que l’on a connu jusque-là. Avec la numérisation et l’impression 3D, le coût d’une unité ne sera plus dépendant de son volume de production en séries. Demain, de nombreux secteurs ne pourront plus se baser sur le modèle dominant du « plus l’on produit d’unités, moins l’unité coûte ». L’approche est fondamentalement différente avec la fabrication additive, qui fonctionne par empilement de couches de matière, plutôt que par soustraction. . Les atouts du scan et de l’impression 3D L’adoption de ces technologies 3D est d’autant plus rapide qu’elles comportent de nombreux  avantages pour les ingénieurs et industriels. On peut notamment citer : Le prototypage rapideà coûts maîtrisés; La réduction des besoins de stocks et d’inventaire (ce qui permet une réduction considérable des coûts) ; La réduction du time-to-market, ce qui implique aussi que dans certains secteurs, les focus groups pourront être remplacés… par le marché lui-même ; Une nouvelle manière...
VBScript sous Catia : l’automatisation des tâches ingrates en Bureau d’études

VBScript sous Catia : l’automatisation des tâches ingrates en Bureau d’études

Qu’est-ce que CATIA ? CATIA (« Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive Appliquée »), développé par Dassault Systèmes et commercialisé par IBM, est un logiciel de conception assistée par ordinateur permettant « de modéliser n’importe quel produit en fonction de son comportement réel». Bien que des concurrents de CATIA soient présents sur le marché, il reste le logiciel de référence pour les ingénieurs et a fait l’objet de plusieurs évolutions (V5 et V6 notamment). Voici deux exemples vidéo d’utilisation de CATIA (V5) : ·      Visual Basic Scripting / Generative Shape Design – CATIA V5 ·      Gear 3D Modeling in CATIA V5 by Programming (Efficiency of VBScript)  Le rôle important de VBScript dans le cadre de l’utilisation de CATIA VBScript est un langage de script qui peut fonctionner sous différents environnements. Son intitulé est un diminutif de Microsoft Visual Basic Scripting Edition. Dans le cadre du logiciel CATIA, VBScript permet d’automatiser un grand nombre de tâches répétitives : utilisation de macros, annotations, textes, remplissage des cartouches, récupération des propriétés des pièces… Il a également pour avantage d’être compatible avec Excel, ce qui permet aux ingénieurs de piloter une partie de leurs actions depuis ce logiciel, à partir de scripts. Si le gain de temps est important sur les familles de pièces, le succès de cette approche implique une grande rigueur du concepteur.   Ci-dessous, un aperçu de l’utilisation de VBScript avec Catia :   VBScript n’est pas le seul langage de ce type permettant d’automatiser des tâches répétitives sous CATIA. On peut par exemple également citer CATScript, même si VBScript reste l’un des plus utilisés dans les bureaux d’études. AMETRA utilise VBSCript sous Catia dans le cadre d’environ 40% de...

Garantir le bon déroulement des projets d’Ingénierie Produit

Le Guide Ingénierie Produit (GIP) Pour garantir la performance des projets, AMETRA a développé un processus formalisé : le P2P. Dans le cadre de ce P2P, le GIP (ou Guide Ingénierie Produit) vient encadrer l’ensemble des activités Ingénierie Produit. Il est divisé en 5 grandes étapes : Le concept : cette phase inclut la recherche de solution et la compréhension des besoins clients, la spécification, l’architecture, la recherche des fournisseurs et leur consultation, la 1ère étape du maquettage ou encore le choix de concept. La conception préliminaire : cette partie comprend notamment l’analyse des solutions techniques, les études préliminaires, la simulation, la 2nde phase du maquettage et l’essai. La conception détaillée, qui comprend des études approfondies, la définition du produit et la relation industrielle. La réalisation du produit, qui s’étend du lancement de la fabrication à son suivi jusqu’à la livraison du produit. La validation & la certification, afin de vérifier que le produit répond aux exigences (spécifications) et que les solutions techniques ne comportent pas d’erreurs. Ce processus met en avant les différentes activités des acteurs qui prennent part au projet. Grâce à une approche d’ingénierie simultanée et à la formalisation des échanges et retours autour du Cycle en V, le développement du produit se fait en décloisonnant les périmètres, en assurant un feedback constant entre les acteurs et en mettant en interaction les différentes avancées et visions. Les avantages du Guide Ingénierie Produit AMETRA a développé ce processus pour plusieurs raisons : Il permet d’avoir un processus fluide et clair pour encadrer les activités Ingénierie Produit . Ainsi, à chaque activité définie correspond une définition de ce...
Raccourcir les délais de conception avec l’ALM, Additive Layer Manufacturing ?

Raccourcir les délais de conception avec l’ALM, Additive Layer Manufacturing ?

Dans quels cas peut-on réduire le temps de conception avec l’ALM ?   Les délais de production de pièces en petites séries peuvent être raccourcis avec l’ALM. L’Additive Layer Manufacturing permet aussi, selon le type de pièces bien sûr, de simplifier le processus d’ensemble et la chaîne logistique. Dans le cas d’aubes de turbines par exemple, la fabrication additive peut réduire d’un tiers le temps de fabrication, tout en réduisant le recours aux matières premières. Le raccourcissement des délais de conception et de fabrication s’applique surtout aux assemblages peu complexes. Certaines pièces ont également besoin d’opérations supplémentaires (préparation, post traitement, etc.) et sont loin d’être des produits « finis » lorsqu’elles viennent de faire l’objet d’une étape de fabrication additive. A terme, l’amélioration des technologies devrait permettre de gagner en vitesse.   Le but de la fabrication additive n’est pas forcément de gagner du temps…   Les termes de « prototypage rapide » et « outillage rapide » ne doivent pas conduire à penser que l’Additive Layer Manufacturing n’est qu’une question de vitesse. Dans de nombreuses situations, raccourcir les délais de conception n’est pas la raison fondamentale pour laquelle l’ALM a été retenue – et il est même possible que ce ne soit pas le cas. Il s’agit plutôt de repartir du besoin fonctionnel de la pièce, de travailler à son optimisation ou de créer des pièces d’une complexité extrême comme on ne pouvait pas en concevoir auparavant.   … mais sa souplesse en fait aussi un argument commercial   Pour une grande variété de produits, la fabrication additive peut accélérer le temps de création de pré séries ou de mise sur le marché, tout en...