Description

Le procédé Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) est un procédé de fabrication additive par dépôt de fil métallique fondu par arc électrique. Sa flexibilité permet d’envisager son usage pour la fabrication et la réparation de pièces. Néanmoins la maîtrise de la qualité des pièces produites reste un frein à son développement. Des travaux ont déjà été menés au laboratoire G-SCOP pour améliorer la qualité des pièces produites grâce à l’utilisation de simulations thermiques ou du contrôle en boucle fermé du procédé grâce à une caméra proche infrarouge.
Les récents investissements financés par l’UGA dans une nouvelle cellule de fabrication instrumentée permettent d’envisager la réalisation d’un jumeau numérique du procédé WAAM. L’objectif de la thèse est la création d’un jumeau numérique du procédé WAAM pour la mise en place de boucles de rétroaction multiéchelle. Dans un premier temps, les données de simulation et de monitoring devront être confrontées afin d’être capables d’identifier les dérives du procédé. Dans un second temps, en fonction du type de dérive, des boucles de rétroaction devront être mises en place pour corriger les dérives. Cela sera réalisé à différentes échelles spatiale et temporelle, à l’échelle de la pièce avec la modification des conditions de chauffe, à l’échelle de la couche avec la modification à la volée de la trajectoire à l’aide d’un modèle de Fabrication Assistée par Ordinateur dynamique et à l’échelle du cordon avec l’ajustement des paramètres de fabrication. Enfin, un protocole expérimental sera établi afin de vérifier que la mise en place du jumeau numérique permet l'amélioration de la qualité des pièces produites.

Compétences requises

Le candidat recruté devrait détenir des compétences dans les domaines suivants : - Fabrication additive - Mise au point des procédés de fabrication - Développement informatique - Expérimentation

Bibliographie

Chergui, A., Villeneuve, F., Béraud, N., & Vignat, F. (2022). Thermal simulation of wire arc additive manufacturing: a new material deposition and heat input modelling. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), 16(1), 227-237.
Dellarre, A., Béraud, N., Tardif, N., Vignat, F., Villeneuve, F., & Limousin, M. (2023). Qualify a NIR camera to detect thermal deviation during aluminum WAAM. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 127(1), 625-634.
Béraud, N., Ledoux, Y., Mechekour, E. H., Vignat, F., & Pourroy, F. (2024). Fast thermal simulation of WAAM processing: toward manufacturing strategy evaluation. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 55, 234-246.
Béraud, N., Chergui, A., Limousin, M., Villeneuve, F., & Vignat, F. (2022). An indicator of porosity through simulation of melt pool volume in aluminum wire arc additive manufacturing. Mechanics & Industry, 23, 1.

Mots clés

Jumeau numérique, Fabrication additive, Direct Energie Déposition, WAAM, Monitoring