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National audience; La fabrication additive WAAM, basée sur un procédé de soudage Fil-Arc, permet l’obtention de pièces brutes métalliques de grandes dimensions à des conditions économiques intéressantes pour de petites séries. En revanche, la qualité des pièces dépend fortement de la gestion de la température au cours de la fabrication. En effet, le mode de dépôt implique un transfert de chaleur important à la pièce et il peut être nécessaire de procéder à des arrêts du dépôt pour permettre son refroidissement. Dans le but de déterminer l’influence de la chaleur sur la qualité géométrique de pièces de révolution à parois minces, une méthode de mesure de la température in-situ via l’utilisation d’un pyromètre ainsi qu’une stratégie de gestion de la température inter-couches est proposée. Les méthodes de mesure et de gestion de la température inter-couches sont appliquées pour la fabrication de cylindres à parois minces de différents diamètres nominaux. Le contrôle géométrique de ces derniers permet d’évaluer l’impact du diamètre sur la qualité géométrique à iso-conditions de fabrication. Le matériau étudié est un alliage d’aluminium 5183 déposé à l’aide d’une source CMT robotisée. La méthode de mesure et de gestion de la température inter-couches proposée permet ainsi de garantir le dépôt de chaque couche dans des conditions thermiques similaires, dans le but de maîtriser au mieux les conditions opératoires de fabrication.

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National audience; La fabrication additive représente de forts enjeux industriels en ouvrant de nouvelles possibilités quant à la conception et à la manière de fabriquer les pièces. Cependant, cette méthode de production n'est pas adaptée pour les volumes de pièces importants. La conjoncture actuelle demandant une forte personnalisation de la production de masse, la fabrication additive peut être une alternative économique aux moyens de production traditionnels, permettant une rationalisation des entités identiques de pièces, produites alors via des moyens conventionnels, puis un ajout d'entités personnalisées. La fabrication additive permet aussi le réemploi de pièces, en les réparant par rechargement de matière, ou bien en ajoutant des fonctionnalités pour offrir une seconde vie à ces dernières. Ce document présente une méthode de génération de trajectoire, appliquée aux tubulures à parois minces, permettant l'ajout d'entités présentant un porte-à-faux important sur une pièce pré-existante et sans utilisation de matériau support, diminuant ainsi le temps de fabrication et la quantité de matériau à déposer. La trajectoire de fabrication est générée de manière à ce que la distance locale entre les couches soit homogène tout le long de cette dernière et les axes outils déterminés de manière à supprimer l'utilisation de matériau support. Enfin, un essai expérimental a été mené afin de valider la trajectoire générée.

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National audience; La fabrication additive est en plein essor pour la fabrication directe de pièces fonctionnelles. Toutefois, les technologies actuelles-comme la fusion sur lit de poudre-présentent un coût élevé et des limites dimensionnelles qui freinent leur diffusion dans certains secteurs industriels comme l'aéronautique ou le naval. La fabrication additive par dépôt de fil métallique sur robots industriels multi-axes équipés de torches de soudage représente un procédé d'avenir peu onéreux et plus ouvert, qui permettra notamment de faire varier l'orientation du dépôt afin de supprimer les supports de fabrication. Néanmoins, cela nécessite de pouvoir générer une trajectoire de dépôt tridimensionnelle complexe permettant la fabrication correcte de la pièce. Cet article présente les problématiques relatives à la génération de trajectoires tridimensionnelles de dépôt de fil, ainsi que des premiers développements dans ce domaine illustrés par l'exemple d'une tubulure torique décrite analytiquement.

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Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Dans le but de valider les simulations de la coupe visant à prédire l'intégrité de surface, une instrumentation basée sur une caméra double-frame et un éclairage laser pulsé a été développée. A partir des doublets d'images obtenus par ce moyen d'acquisition, les dépouillements possibles par corrélation d'images sont détaillés, accompagnés d'estimations d'incertitudes de mesure.

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The cutting forces have to be known as accurately as possible in order to predict the characteristics of the workpiece as the geometry, the roughness or the material integrity.Numerous models have been yet developed; however, the majority cannot be used for the various industrial cutting operations and remain confined for a single machined material.The objective of this study is to develop a cutting forces model applied to any turning operation and taking into account some mechanical characteristics of the machined material.First, a geometrical model based on homogeneous transformations is presented. Then, the effects of some parameters, like the workpiece diameter, the cutting edge angle and the nose radius, are studied by using new cutting configurations, in order to improve the cutting laws.The multi-material aspect is approached by modifying the metallurgical state with thermo-mechanical treatments, especially by using the equal channel angular extrusion process in order to harden the material in the mass. Finally, the coefficients of the local cutting relations are compared to mechanical characteristics obtained from tensile and high compression tests.; La modélisation des efforts de coupe en usinage est nécessaire pour prédire certaines caractéristiques de la pièce usinée comme sa géométrie, son état de surface ou encore l'intégrité de la matière en sub-surface.Les nombreux modèles d'efforts de coupe déjà développés sont souvent appliqués dans le cas d'opérations d'usinage simples, ce qui limite leur diffusion vers le milieu industriel, alors qu'il existe un réel besoin de modélisation d'opérations d'usinage complexes et variées, et prenant en compte d'éventuels changements métallurgiques au niveau du matériau usiné.L'objectif de ces travaux est de proposer un modèle d'efforts de coupe appliqué à toute opération de tournage d'une part et considérant certaines propriétés mécaniques du matériau usiné d'autre part.Concernant l'aspect multi-opérations, un modèle géométrique utilisant des transformations homogènes a été développé et permet de décrire à la fois la trajectoire et la géométrie de l'outil. Les effets de paramètres originaux, tels que le diamètre de la pièce, l'angle de direction d'arête et le rayon de bec, sont étudiés, notamment à l'aide de nouvelles configurations de coupe élémentaires. La prise en compte de ces paramètres dans les relations de coupe locales permet finalement d'améliorer la simulation des efforts de coupe lors d'un contournage.L'approche utilisée pour l'aspect multi-matériaux consiste à modifier progressivement le matériau usiné. Ainsi, le matériau initial, le cuivre pur, a été étudié dans différents états métallurgiques, obtenus par des traitements thermo-mécaniques. En particulier, le procédé d'extrusion coudée à aires égales (ECAE) a été utilisé afin d'écrouir le matériau dans la masse. Ainsi, trois matériaux aux caractéristiques mécaniques différentes mais conservant plusieurs caractéristiques communes (thermiques notamment) ont pu être comparés en termes d'efforts de coupe. Les coefficients des relations de coupe sont finalement mis en regard des propriétés mécaniques obtenues par des essais de traction et de compression à grande vitesse.

The cutting forces have to be known as accurately as possible in order to predict the characteristics of the workpiece as the geometry, the roughness or the material integrity.Numerous models have been yet developed; however, the majority cannot be used for the various industrial cutting operations and remain confined for a single machined material.The objective of this study is to develop a cutting forces model applied to any turning operation and taking into account some mechanical characteristics of the machined material.First, a geometrical model based on homogeneous transformations is presented. Then, the effects of some parameters, like the workpiece diameter, the cutting edge angle and the nose radius, are studied by using new cutting configurations, in order to improve the cutting laws.The multi-material aspect is approached by modifying the metallurgical state with thermo-mechanical treatments, especially by using the equal channel angular extrusion process in order to harden the material in the mass. Finally, the coefficients of the local cutting relations are compared to mechanical characteristics obtained from tensile and high compression tests.; La modélisation des efforts de coupe en usinage est nécessaire pour prédire certaines caractéristiques de la pièce usinée comme sa géométrie, son état de surface ou encore l'intégrité de la matière en sub-surface.Les nombreux modèles d'efforts de coupe déjà développés sont souvent appliqués dans le cas d'opérations d'usinage simples, ce qui limite leur diffusion vers le milieu industriel, alors qu'il existe un réel besoin de modélisation d'opérations d'usinage complexes et variées, et prenant en compte d'éventuels changements métallurgiques au niveau du matériau usiné.L'objectif de ces travaux est de proposer un modèle d'efforts de coupe appliqué à toute opération de tournage d'une part et considérant certaines propriétés mécaniques du matériau usiné d'autre part.Concernant l'aspect multi-opérations, un modèle géométrique utilisant des transformations homogènes a été développé et permet de décrire à la fois la trajectoire et la géométrie de l'outil. Les effets de paramètres originaux, tels que le diamètre de la pièce, l'angle de direction d'arête et le rayon de bec, sont étudiés, notamment à l'aide de nouvelles configurations de coupe élémentaires. La prise en compte de ces paramètres dans les relations de coupe locales permet finalement d'améliorer la simulation des efforts de coupe lors d'un contournage.L'approche utilisée pour l'aspect multi-matériaux consiste à modifier progressivement le matériau usiné. Ainsi, le matériau initial, le cuivre pur, a été étudié dans différents états métallurgiques, obtenus par des traitements thermo-mécaniques. En particulier, le procédé d'extrusion coudée à aires égales (ECAE) a été utilisé afin d'écrouir le matériau dans la masse. Ainsi, trois matériaux aux caractéristiques mécaniques différentes mais conservant plusieurs caractéristiques communes (thermiques notamment) ont pu être comparés en termes d'efforts de coupe. Les coefficients des relations de coupe sont finalement mis en regard des propriétés mécaniques obtenues par des essais de traction et de compression à grande vitesse.

National audience; L'obtention des caractéristiques des pièces usinées ainsi que la bonne maîtrise du procédé d'usinage sont liées aux efforts de coupe. De nombreux modèles d'efforts de coupe ont déjà été développés, mais ils sont souvent appliqués dans le cas d'opérations d'usinage élémentaires (coupe orthogonale ou oblique), ce qui limite leur utilisation à la communauté scientifique. La méthode de discrétisation d'arête permet de généraliser les applications de ces modèles à des géométries d'outils plus complexes. Néanmoins, les applications restent généralement limitées à des opérations d'usinage simples (chariotage, dressage, fraisage flanc...) plutôt éloignées des besoins industriels. D'autre part, les modèles mécanistiques sont généralement critiqués car nécessitant d'être calibrés à partir d'un trop grand nombre d'essais. La présente étude propose de minimiser le nombre d'essais nécessaires à l'identification. Pour cela, les coefficients d'un modèle mécanistique ont été estimés par identification inverse, à partir de différents nombres d'essais de chariotage. Le modèle ainsi identifié est comparé, pour chaque couple de coefficients, à des essais couvrant une large plage de conditions de coupe. Ce modèle est ensuite appliqué dans le cas d'une opération de contournage. Les résultats obtenus par modélisation à partir de la trajectoire théorique, mais aussi de la trajectoire mesurée à vide sur la machine, sont comparés avec les efforts mesurés lors de l'opération de contournage.

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