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Résultats de l’observatoire de la Fabrication Additive

Synthèse de l’observatoire de la Fabrication Additive
Janvier 2018

Méthodologie

La récolte des données a été réalisée selon 2 méthodes :
• Au travers d’un site web
• Par des interviews téléphoniques ou en direct
• Par le retour de débats dans le cadre des ateliers de Micado

Des avis d’experts sont également ajoutés à la suite d’atelier de débats ou d’expertises.



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Conception, simulation, travail collaboratif, etc : quelques réflexions du passé pour envisager l’avenir avec MICADO…

Ce petit exercice de style, volontairement très court et qui ne se veut pas du tout exhaustif, consiste à voir sur quelques points ce que l’histoire récente de MICADO, autour du passage du XXème au XXIème siècle, a pu faire ressortir comme aspects importants et l’écho que cela peut avoir aujourd’hui. Le seul objectif est de montrer l’apport d’un des rôles de MICADO qui est de procurer un espace ouvert de partage et d’échanges.

On se base sur quelques extraits des travaux de MICADO et de ses ateliers (comptes rendus, rapports, conférences …), sans chercher à faire un tour complet de thématiques, mais en prenant, à la volée, quelques conclusions ou remarques. Pour ne pas engager leurs auteurs, les courtes citations étant bien entendu extraites de leur contexte et n’ayant donc pas valeur historique, les noms de ceux qui les ont prononcées ne sont pas cités.

Dès 1999, lors de MICAD, on pouvait lire :
La CFAO est passée en quelques années d’une « simple » modélisation purement géométrique à une modélisation du produit, à sa simulation et à la prise en compte du process. La complexité croissante des concepts et des outils est d’autant plus sensible qu’interviennent également des notions telles que la gestion des connaissances et des aspects humains.
• Les séminaires présentent un état de l’art des principales technologies et de leur utilisation, que doivent connaître toutes les entreprises aujourd’hui, la simulation, la réalité virtuelle/CAO, la gestion des données techniques, …, l’intérêt d’internet et le prototypage (bonne matière, bon procédé).
MICADO n’était pas en retard dans ses réflexions …, mais, aujourd’hui, on peut les prolonger et les approfondir. Il reste certes encore beaucoup de travail pour l’intégration de toutes les facettes d’un produit et le prototypage « bonne matière, bon procédé » se développe maintenant sous le terme « Fabrication Additive ».

En 2004, lors de la célébration du trentième anniversaire de MICADO, on pouvait entendre des réflexions comme :
La formalisation du savoir faire n’est pas suffisante. Comme tous les industriels, nous disposons de bases de données de leçons apprises. Nous sommes à la recherche d’un moyen plus dynamique de partager cet apprentissage.
En 2018, on s’attache encore aux connaissances métier, à la formalisation du savoir-faire. Les entreprises considèrent-elles qu’elles disposent d’un moyen dynamique de partage ? Le « deep-learning » apportera-t-il une réponse ?
Notre objectif est d’assurer une cohérence entre la définition de la pièce, le PDM, le processus d’officialisation, la définition progressive du process et la définition en amont des outils qui permettront de réaliser l’objet. Nous sommes par conséquent inscrits dans une logique de configuration.
• Beaucoup d’entreprises considèrent qu’il est plus important de travailler sur l’intégration des processus et des outils plutôt que sur l’excellence de chacun des outils. Les « champions » du PLM utilisent les Web services comme technologie d’intégration des applications liées au PLM.
Ces remarques illustrent bien une continuité dans les objectifs à atteindre. Il paraît long cependant le chemin entre les prémices, généralement dans des grandes entreprises, et leur prise en compte dans les PME.

Toujours en 2004 …
Dans une dizaine d’années la problématique principale des entreprises sera celle de l’intégration et de la collaboration avec les autres partenaires. Le modèle de paiement à la demande se généralisera et il sera de plus en plus fait appel à des spécialistes pour sous-traiter les fonctions de support et de maintenance des outils PLM, voire certaines étapes de la conception.
Les prédictions sont, par nature, difficiles à faire, celle-ci n’est pas mauvaise. Sans aucun doute, la problématique de l’ingénierie numérique au service du PLM (en tout cas l’une d’entre elles) est liée à l’intégration et la collaboration. Peut-on dire que le modèle de paiement à la demande est généralisé ?
Le manque de standardisation risque de rendre particulièrement laborieux les échanges de données structurées futures.
• Les TIC sont probablement à la base des nouvelles organisations. Nous devons partager, fédérer et trouver un juste équilibre de fonctionnement entre tous les niveaux. Les TIC doivent être considérées comme un outil de compétitivité et non comme un centre de coûts.
Qu’en est-il aujourd’hui ?

Dans un bulletin datant de 2004:
En conclusion, les points clé du e-learning dans le domaine de la CAO : Gain de temps, Economie, Autonomie, Flexibilité, Demande croissante des utilisateurs.
• Enfin, notons la démocratisation des périphériques haptiques capables de simuler le comportement d’un outil (retour de force, gants de données…).
Visions prémonitoires en cours de réalisation ? En tout cas, démocratisation, c’est peut-être un peu vite dit …

Et toujours au début de ce siècle :
Les auteurs relèvent quatre facteurs clés de succès pour recueillir les bénéfices de l’usine numérique : la standardisation, l’intégration des données, le pilotage du travail coopératif, l’automatisation de certaines tâches de préparation.

Enfin terminons par une des réflexions d’un auditeur s’adressant à un des conférenciers éditeur de logiciels lors des Etats Généraux, particulièrement intéressante :
Vous indiquiez que votre objectif était, pour les PME, de mettre en œuvre les technologies du PLM de façon simple et économique. Je précise que, bien qu’étant une grande entreprise, PSA est également intéressée par votre proposition. En effet, une de nos difficultés est de gérer la complexité.

On ne peut pas mieux dire …

La conclusion, généralisable malgré une démonstration fondée uniquement sur quelques exemples, est qu’il est souvent profitable de participer aux ateliers de travail ou aux événements sur les sujets qui vous intéressent, ne serait-ce que pour sentir « l’air du temps » et en nourrir votre propre réflexion …

Alors, pour en savoir plus sur l’ingénierie numérique au service du PLM, rejoignez MICADO, qui s’efforce de nourrir la réflexion autour de l’ingénierie numérique et du PLM depuis plus de quarante ans et se structure pour renforcer encore cette action de manière professionnelle et conviviale.
contact@dinccs.com

Veille : Etude de moule béton de grande dimension

L’étude présentée dans ce document porte sur le moule de cuve en béton de grande dimension pour le secteur du BTP.
Afin d’améliorer son offre, la société ARCOMAT souhaite faire évoluer un de ses produits phare, une cuve à béton de forme cylindrique, en une cuve à béton innovante en forme de huit (double cylindre).


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Débat de l’atelier de rencontres simulation numérique du 14/11/2017 sur l’observatoire

 

L’atelier de rencontres organisé par l’atelier de travail « Simulation Numérique » consacré à l’analyse des derniers résultats de l’observatoire permanent de la Simulation Numérique a conduit à des débats dans trois grandes directions :
– L’analyse des résultats de l’observatoire 2017 et la comparaison avec les résultats des campagnes d’enquêtes précédentes (notamment 2012)
– Le problème central de l’organisation et des compétences
– L’avenir de l’observatoire en tant que tel.

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Présentation de MICADO à la journée Fabrication-Additive Hutchinson-Total

Présentation de MICADO (Nicolas Gardan) à la journée Hutchninson-Total sur l’additive Manufacturing.

Plan de la présentation

  • Nouveau paradigme pour la CAO
  • Conception pour la fabrication additive
  • Simulation pour la fabrication additive
  • Exemples industriels
  • Point sur l’interopérabilité

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Sujets abordés à l’atelier de rencontres du 20 octobre (fonderie-fabrication additive-simulation)

Parmi les nombreuses questions abordées lors de l’atelier de rencontres du 20 octobre sur « fonderie-fabrication additive-simulation, retours d’expérience en aéronautique, on peut faire ressortir les suivantes qui sont à prendre comme des sujets de réflexion et non un rapport d’expertise de MICADO (document public) :

Questions générales :
En terme de caractéristiques mécaniques, quel est le rapport entre pièce usinée et pièce réalisée par le procédé de fonderie ? Y a-t-il eu des modifications car à une époque nous parlions d’un ratio de 1,3 pour la fonderie.
Il est vrai que les caractéristiques mécaniques vis-à-vis de la densité sont moins favorables pour les produits réalisés par la fonderie. Cependant, nous réalisons de nombreuses avancés pour pallier cet écart. Nous pouvons même obtenir des ratios de l’ordre de 1,15 / 1,10 en jouant sur le procédé de transformation ainsi que sur la composition chimique de la matière (voir également réponse Sogeclair à la fin de ce document)
Qu’en est-il de l’état de surface ?
Le produit réalisé par le procédé de fonderie n’aura jamais un état de surface comme celui sortant d’une machine à commande numérique. Cependant, de nombreux travaux sont également en cours pour caractériser cela et limiter les porosités induites par la fonderie.
Quels sont les possibilités de modélisation ? Peut-on prendre en compte un environnement complet ?
Aujourd’hui un environnement assez complet peut être pris en compte dans la modélisation : Gestion des contacts, Calcul multi-physique, Calcul avec précontrainte, succession de calcul avec prise en compte de l’état initiale du calcul précédent, Optimisation multi-critères, ….

Pour l’exemple Ventana :
100% de vos pièces sont-elles contrôlées ?
Oui, nous réalisons un contrôle sur chacun des moules pour la réalisation de culasse de moteur.
Quels sont les principaux défauts et quels sont les freins que vous rencontrez lors de l’utilisation de la Fabrication Additive ?
– Répétabilité du procédé
 – Coût
 – Stratégie de positionnement, la masse et sa répartition sur les supports peut influencer sur la géométrie globale de la pièce
-  Les donneurs d’ordres veulent obtenir un maximum de données concernant le process de fabrication (confidentialité délicate dans les projets FA)
La rugosité est-il un défaut trop important pour le domaine de l’aéro ?
Il existe des post-traitements permettant de limiter au maximum les impacts.
 VENTANA a réalisé des essais mécaniques concernant des pièces en (Alu – Magnésium) Fonderie vs FA. L’impact de la porosité est très limité voire inexistante.
Bien sûr pour les moules avec des traitements du type poli miroir cela n’est pas si évident.
Pouvez-vous proposer le prix des culasses d’avion (projet VintAir) moins cher que les 10 000€ de vente concernant l’achat d’un ancien bloc moteur.
Aujourd’hui nous ne sommes pas capables de proposer le produit en dessous du prix du marché d’occasion. Par contre, il est à noter que la pièce culasse moteur est neuve et qui est de plus en plus difficile de retrouver ce type de pièce.

Pour l’exemple Sogeclair
Votre solution d’optimisation topologique répond-elle directement à une utilisation dans un contexte industriel.
Oui :
• Prise en considération des facteurs de sécurité
• Prise en considération de la différence entre matériau de fonderie et matière usinée :  Aujourd’hui les progrès dans le domaine de la fonderie permettent de garantir un ratio de 1,10 voire 1 selon les objectifs et les conditions d’utilisation.
• Différents calculs associés :
o Optimisation topologique
o Calcul modal
o Calcul en fatigue : Nous savons qu’aujourd’hui dans le domaine aéronautique pour les pièces de type « E » sécurité les normes nous obligent à garantir un cycle de 60 000 selon des sollicitations déterminées.
• Pour rappel nous utilisons le matériau AS7G06-T6 qui est un matériau normé et autorisé dans l’utilisation aéronautique.
Quels sont les différents paramètres utilisés pour obtenir une optimisation permettant de répondre aux problématiques mécaniques et de process ? Vous avez également parlé de la partie reconstruction CAO, avez-vous utilisé la solution de polyNURBS vu la forme organique de votre produit ? Une question en suspens pour les éditeurs de logiciel ici présents : y a-t-il des travaux pour automatiser au maximum la reconstruction CAO par rapport à un résultat d’optimisation ?
Pour les paramètres nous avons joué sur de nombreux paramètres :
• Maillage
• Objectifs :
o Réduction de masse
o Rigidité (compliance)
o Déplacement max
o Contraintes max
o Epaisseur min/max
o Pénalisation (pour diminuer le nombre de ramifications)
• Effectivement pour la reconstruction nous avons utilisé la technologie Polynurbs dans un module directement présent dans l’outil Catia. : Quick surface reconstruction
Avez-vous réfléchi aux opérations de maintenance ou de réparation sur un tel produit ?
Oui, effectivement nous avons eu une réflexion sur des éventuelles opérations de maintenance et de réparation et aujourd’hui, il est clair qu’il n’y a rien de possible avec un tel produit. L’objectif principal était de proposer un produit en rupture technologique vis-à-vis des solutions déjà existantes.

 

Présentation du retour d’expériences de la société Ventana (atelier fonderie-fabrication additive-simulation)

Présentation par la société Ventana (Highest Quality Sand castings for Aerospace) à l’atelier de rencontres en collaboration avec le CTIF à Toulouse le 20 octobre 2017
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Présentation Sogeclair : optimisation d’une porte en Fabrication Additive

Présentation de Matthieu Deloubes (Sogeclair) à l’atelier de rencontres en collaboration avec le CTIF à Toulouse le 20 octobre 2017

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