7 Metodologia de Análise
PROTOCOLO DA ENTREVISTA SEMI-DIRIGIDA COORDENADOR 1 (C1)
(a) Ligne de fusion y=0,7 mm (b) Ligne de fusion y=0,8mm
(c) Ligne de fusion y=7,3mm (d) Ligne de fusion y=7,4mm
Figure3.3.19 – Vitesses du faisceau au cours de diff´erentes lignes de fusion (la fl`eche
rouge indique le sens de d´eplacement du faisceau le long de la ligne consid´er´ee)
repasse dans une zone d´ej`a chauff´ee (au moment du demi-tour par exemple). Ainsi,
il ´evite de surchauffer le mat´eriau tout en assurant une chauffe minimale afin d’´
evi-ter les porosit´es. Cet effet est particuli`erement visible sur les lignes de fusion tr`es
proches du sommet du triangle (y=7,3 mm). Pour ces lignes-l`a, la vitesse moyenne
du faisceau est de 1,154 m/s alors qu’elle est de 1,037 m/s dans la zone proche de
la base du triangle (y = 0,7mm). Au niveau du sommet, les longueurs fondues sont
de plus en plus faibles et le faisceau revient donc de plus en plus rapidement sur des
zones d´ej`a chauff´ees. Sa vitesse doit donc ˆetre encore plus acc´el´er´ee.
Des pi`eces ont tent´e d’ˆetre fabriqu´ees `a l’aide de la trajectoire obtenue.
Malheureu-sement, dans l’´etat actuel du DCN, il n’est pas possible de faire varier la vitesse de
parcours de la trajectoire le long de celle-ci. Diverses m´ethodes ont ´et´e test´ees sans
succ`es, comme l’utilisation de trajectoires en «pointill´e» pour simuler une vitesse
non constante du faisceau d’´electrons.
Cela met clairement en ´evidence l’une des limitations de la chaˆıne num´erique
ac-tuelle : le DCN. En effet, mˆeme si grˆace au nouvel environnement de FAO il a ´et´e
possible de g´en´erer de nouvelles strat´egies de fusion, elles n’ont pas pu ˆetre mises
3.3.3 Conclusion 115
en œuvre. N´eanmoins, il s’agit bien ici d’une limitation li´ee `a la machine utilis´ee
(provenant du fabricant Arcam) et non au proc´ed´e EBM en tant que tel.
L’utilisation de l’optimisation bas´ee sur la simulation permet de calculer des
stra-t´egies de fusion respectant des crit`eres thermiques d´efinis.
Si aucune strat´egie de fusion permettant d’obtenir des cartes de temp´eratures en
accord avec les diff´erentes qualit´es demand´ees n’est trouv´ee, alors il faut changer la
strat´egie de fabrication et donc jouer sur la place et le nombre de supports.
3.3.3 Conclusion
Ce chapitre a permis de mettre en ´evidence le lien existant entre les temp´eratures
atteintes par le mat´eriau et sa qualit´e. Ainsi, des recommandations sur les temp´
e-ratures `a atteindre afin d’´eviter les d´efauts de forme mais aussi les porosit´es ont pu
ˆetre ´enonc´ees.
Dans un second temps, un module d’optimisation bas´e sur la simulation a permis
de g´en´erer des strat´egies de fusion respectant les recommandations ´enonc´ees.
L’optimisation des trajectoires en fabrication par EBM n’est pas le cœur de ce
manuscrit. N´eanmoins, l’am´elioration de la fonction d’optimisation, par exemple en
int´egrant un correcteur proportionnel-int´egral-d´eriv´e entre la temp´erature courante
du point consid´er´e et la temp´erature maximale `a atteindre, permettrait de mieux
respecter les crit`eres thermiques d´efinis et am´eliorer encore la qualit´e des pi`eces.
De plus, `a terme, la fonction d’optimisation devrait pouvoir optimiser l’ensemble des
param`etres de la strat´egie de fusion et non uniquement la vitesse d’avance comme
c’est le cas ici. Cela comprend aussi la trajectoire suivie par le faisceau d’´electrons.
N´eanmoins, la preuve a ´et´e faite que disposer d’une simulation rapide et d’une
pr´ecision suffisante permet d’am´eliorer la qualit´e des pi`eces produites. Ce type
d’opti-misation semble difficilement r´ealisable de mani`ere exp´erimentale. De plus le nombre
d’exp´eriences n´ecessaires pour trouver la trajectoire optimale aurait ´et´e tr`es
impor-tant.
Cela valide aussi le rˆole clef de la simulation dans le processus de FAO propos´e. Elle
permet :
— d’am´eliorer la qualit´e des pi`eces produites en optimisant les strat´egies de
fusion.
— de r´eduire le coˆut de production de la pi`ece en limitant le nombre de
fabri-cations n´ecessaires avant de trouver les param`etres de fabrication optimaux.
— de r´eduire le d´elai de mise en production. En effet l’optimisation de la
trajec-toire, grˆace `a la simulation, est bien plus rapide que de lancer de nombreux
essais coˆuteux en temps de r´ealisation.
Chapitre 3.4
Conclusion
Cette partie a ´et´e consacr´ee `a la simulation du proc´ed´e EBM. Dans un premier
temps, la place de la simulation dans le processus de FAO propos´e a ´et´e analys´e
et d´efinie afin de connaitre les attentes en terme de simulation. Dans un second
temps, une nouvelle m´ethode de simulation du proc´ed´e EBM a ´et´e d´evelopp´ee. Il
a ´et´e montr´e qu’il ´etait possible d’obtenir une simulation rapide et d’une pr´ecision
suffisante pour aider au choix de param`etres ou `a leur optimisation. Pour cela un
mod`ele ´el´ements finis a du ˆetre aussi d´evelopp´e afin de pouvoir g´en´erer les abaques
n´ecessaires `a la simulation. Enfin, dans un dernier chapitre, un outil d’optimisation
des strat´egies de fusion a ´et´e d´evelopp´e. Celui-ci est fond´e sur la m´ethode de
l’op-timisation bas´ee sur la simulation. Une utilisation sur un cas simple a permis de
montrer l’int´erˆet d’un tel outil afin d’am´eliorer les crit`eres de qualit´e, coˆut et d´elai
des pi`eces produites.
En conclusion, cette partie a permis d’exposer une m´ethode de simulation
per-mettant la mise au point hors ligne du proc´ed´e et ce grˆace `a l’outil d’optimisation
associ´e. Ces deux outils permettent, grˆace `a leur rˆole central dans le processus de
FAO, d’am´eliorer la qualit´e, le coˆut et le d´elai des pi`eces produites.
Cette th`ese s’est concentr´ee sur l’´elaboration d’outils. Bien que des exemples
d’utilisation aient ´et´e donn´es, l’exploitation compl`ete du potentiel de ces outils reste
`
a faire. Ainsi, des travaux sur la recherche de meilleures fonctions d’optimisation
devront ˆetre men´es (des solutions comme celles retenues dans les domaines de
l’as-servissement ou des r´eseaux de neurones semblent ˆetre tr`es prometteuses). De plus,
les r´esultats pr´esent´es pourront ˆetre utilis´es afin de mener une ´etude compl`ete sur
la g´en´eration de strat´egies de fabrication optimales. Ainsi, comme ici, les strat´egies
de fusion pourront ˆetre optimis´ees mais aussi le placement et la forme des supports.
Pour finir, certains liens entre crit`ere de qualit´e et carte de temp´eratures ont ´et´e
´etablis (lien entre carte de temp´eratures, porosit´e et d´efaut de forme). Ces liens
pourront ˆetre consolid´es mais surtout ´etendus. Par exemple, il semble int´eressant de
connaitre le type de microstructure produite en fonction des cartes de temp´eratures.
Ainsi la strat´egie de fabrication pourrait ˆetre optimis´ee dans le but d’obtenir une
microstructure donn´ee.
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Os departamentos curriculares num contexto de supervisão: percepções dos coordenadores de departamento - um estudo de caso
(páginas 120-138)