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Laboratoire des Sciences pour la Conception, l'Optimisation et la Production de Grenoble
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Thèse Mohamed Akram CHERGUI

Auteur : Mohammad Akram CHERGUI
Directeur de thèse : Frédéric VIGNAT
Co Encadrant : François VILLENEUVE
Co Encadrant : Nicolas BERAUD

Évaluation et Optimisation des Stratégies de Dépôt en Fabrication Additive Arc Fil basée sur la Simulation
 

Résumé:

La fabrication additive arc-fil (WAAM) est le procédé de fabrication additive permettant d’obtenir des pièces par dépôt de fil métallique, au moyen des technologies de soudage à l’arc. Cette technologie peu onéreuse permet de fabriquer de grandes pièces métalliques dans un temps réduit. Cependant, les différents phénomènes thermiques présents au cours de la fabrication, tels que l'accumulation de chaleur et la variation de la température du substrat ont un impact majeur sur la qualité des pièces obtenues. Cette qualité peut être évaluée sous deux aspects, la précision géométrique et l'intégrité du matériau, et peut varier drastiquement en fonction de la stratégie de dépôt choisie. La simulation numérique reste un outil d’analyse efficace pour étudier ces phénomènes. Dans ce travail, un modèle de simulation thermique, basé sur une nouvelle technique d’ajout de matière, est développé afin d'étudier le comportement thermique du procédé WAAM. Ensuite, un ensemble de critères thermiques de qualité est proposé en s’appuyant sur le modèle de simulation afin de prédire les différents défauts dans les pièces WAAM. Enfin, une méthode d'optimisation basée sur la simulation est proposée afin d'optimiser les stratégies de dépôt WAAM, dans le but d'améliorer la qualité des pièces fabriquées.  Dans cette méthode, l'historique thermique désiré est dicté en ajustant les paramètres de la stratégie de dépôt le long de la trajectoire de dépôt. Les stratégies optimisées sont déterminées à l'aide de la simulation thermique, en respectant les différents critères thermiques de qualité. La méthode globale est validée par une série d’essais expérimentaux, et s'est prouvée efficace pour prédire la qualité et optimiser les stratégies de dépôt WAAM.

mise à jour le 10 septembre 2021

  • Tutelle CNRS
  • Tutelle Grenoble INP
  • Université Joseph Fourier
  • Tutelle UMR
Université Grenoble Alpes