Contributions à la fabrication additive par projection à froid : simulation de la formation et planification des trajectoires de projection dans le cas de pièces de formes complexes - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Contributions to cold spray additive manufacturing : simulation of formation and planning of spraying trajectories in the case of parts with complex shapes

Contributions à la fabrication additive par projection à froid : simulation de la formation et planification des trajectoires de projection dans le cas de pièces de formes complexes

Wenbo Li
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1368896
  • IdRef : 275056821

Résumé

Cold Spray (CS) is a thermal spray process commonly used in the field of surface treatment. Although CS has become established in recent years, especially for repairs, it is still in its infancy as an Additive Manufacturing (AM) process. Therefore, there is a growing need for a systematic concept to realize parts of various structures in order to achieve the design freedom expected from Cold Spray Additive Manufacturing (CSAM).This is precisely the objective of this thesis, which aims to develop an integrated modular system to manufacture parts with complex or multifeatured shapes on demand. Depending on the shape, the objective of this work was to develop a numerical model of the deposit in order to plan and generate spraying trajectories. Thus, an intelligent concept integrated in the CSAM system, including the hardware and software components, was developed. The hardware component is designed and organized as an open and modular concept. Furthermore, it should be noted that the manufacturing is inseparable from the data and information support by the software component. In this software component, a numerical model for simulating the deposit growth process has therefore been established. In addition, a precise and efficient method of planning the spraying trajectories has been proposed in order to fabricate components with complex geometries in robotic CSAM.This modularity of the system, based on a hybrid concept, thus carries out the entire production process of the part. The cold spray additive manufacturing process then represents a new alternative production method.
La projection à froid (Cold Spray) est un procédé de projection thermique couramment utilisé dans le domaine des traitements de surfaces. Si le Cold Spray (CS) s’est imposé ces dernières années, notamment pour les réparations, il n’en est encore qu’à ses balbutiements en tant que procédé de Fabrication Additive (FA). C’est pourquoi, il apparait aujourd’hui le besoin croissant d’un concept systématique afin de réaliser des pièces de diverses structures pour atteindre véritablement la liberté de conception attendue en Fabrication Additive par Cold-Spray (FACS).C’est précisément l’objectif de cette thèse qui vise à développer un système modulaire intégré afin de fabriquer des pièces de formes complexes ou plusieurs caractéristiques de forme à la demande. Selon la forme, l’objectif de ce travail a consisté donc à développer une modélisation et simulation numérique du dépôt de matière afin de planifier la génération de trajectoires de projection. Ainsi, un concept intelligent, intégré au système de FACS, comprenant la composante matérielle et la composante logicielle a été développé. La composante matérielle est conçue et organisée comme un concept ouvert et modulaire. De plus, il convient de noter que la fabrication est indissociable du support des données et d’informations par la composante logicielle. Dans cette composante logicielle, un modèle numérique permettant de simuler le processus de croissance du dépôt a donc été établi. Ainsi, une méthode précise et efficace de planification des trajectoires de projection a donc été proposée afin de générer des composants aux géométries complexes en FACS robotisée.Cette modularité du système, basée sur un concept hybride, réalise ainsi l’ensemble du processus de production de la pièce. Le procédé de Fabrication Additive par Cold-Spray (FACS) représente alors une nouvelle méthode de production alternative.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04524764 , version 1 (28-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04524764 , version 1

Citer

Wenbo Li. Contributions à la fabrication additive par projection à froid : simulation de la formation et planification des trajectoires de projection dans le cas de pièces de formes complexes. Autre. Université Bourgogne Franche-Comté, 2023. Français. ⟨NNT : 2023UBFCA005⟩. ⟨tel-04524764⟩
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