Topic description
Le formage incrémental est un procédé de prototypage rapide permettant de réaliser sans matrice ni poinçon de forme, en exploitant une machine à commandes numériques d’usinage à 3 axes afin de générer des formes très diverses. Ce procédé est largement étudié ces dernières années pour la mise en forme de pièces métalliques avec une machine à commande numérique. Le formage robotisé offre une flexibilité accrue et un espace de travail plus important. L’objectif de ce projet est de mettre en œuvre un procédé de formage incrémental à chaud de plaques thermoplastiques avec la robotique. Or, les pièces thermoplastiques sont soumises à des contraintes multiples (températures, temps de refroidissement, …) qui ont un impact sur leur géométrie (pièces dilatées, contractées, galbées, …). De plus, il peut exister également une incertitude importante sur le positionnement de chaque pièce par rapport à l’outil de formage. Le guidage du bras robot grâce à l’utilisation de caméra et capteurs laser de vision 3D pour la localisation de pièces, la reconnaissance de formes, la détection d’éventuels défauts de forme, le contrôle de l’état de surfaces est un point décisif pour l’optimisation de ce procédé de production. Afin de garantir la précision dimensionnelle des pièces formées, une approche couplée matériau/procédé/machine est proposée basée sur des travaux de recherche à la fois expérimentaux et numériques.
La démarche dans ce projet consiste à développer un outil de simulation avancé, intégrant le comportement de la pièce composite ou thermoplastique afin d’assurer le contrôle et l’optimisation du procédé de formage. Un modèle élastique des robots sous sollicitations statiques et dynamiques permettra de synchroniser et d’optimiser les trajectoires des outils grâce à l’évaluation précise des efforts de formage et de la forme finale après débridage, fournis par le modèle numérique. La modélisation du comportement thermo-viscoplastique des plastiques lors du formage est indispensable pour prédire correctement le procédé de formage incrémental. Cette modélisation du matériau s’appuiera sur des essais expérimentaux de caractérisation du matériau. On propose d’utiliser un bras robot 7 axes intégrant le guidage de vision 3D avec reconnaissance de forme. Une approche couplée matériau / procédé / machine / Vision 3D est proposée basée sur des travaux de recherche à la fois expérimentaux et numériques. Une plateforme expérimentale de formage incrémental à chaud de pièces thermoplastiques et composites sera développée. Enfin, la démarche sera validée à partir de comparaison entre prédictions numériques et pièces expérimentales formées.
Funding category
Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)
Funding further details
ANR
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