Characterization of beech wood pulp towards sustainable rapid prototyping

Wood has several advantages that are transferable to various derivates allowing the introduction of a sustainable material into the product lifecycle. The objective of this paper is to apply a design for manufacturing approach based on wood flour rapid prototyping, while associating the requirements of the ‘mass customisation’ in the implementation of a customised product. New collaborative software allows consumers to be involved in the design process. Prototyping processes allow direct manufacturing of products

Characterization of beech wood pulp towards sustainable rapid prototyping

International audienceWood has several advantages that are transferable to various derivates allowing the introduction of a sustainable material into the product lifecycle. The objective of this paper is to apply a design for manufacturing approach based on wood flour rapid prototyping, while associating the requirements of the 'mass customisation' in the implementation of a customised product. New collaborative software allows consumers to be involved in the design process. Prototyping processes allow direct manufacturing of products

Characterization of wood filament in additive deposition to study the mechanical behavior of reconstituted wood products

The use of materials derived from biomass is unavoidable to decrease environmental impact of products. The main advantage of the Additive Manufacturing (AM) concept is the ability to create complex geometries one layer at a time. The primary aim of this study was to create objects using reconstituted wood through manufacturing with low environmental impact. Wood can be converted into various derivatives allowing the introduction of sustainable material into the product lifecycle. This work uses an AM device adapted to a Computer Numerical Control (CNC) machine [1] to produce a reconstituted wood product by filament deposition. The first part assessed the deposit of wood pulp with a 3D printing head device, while the second part focuses on the characterization of microscopic structure of the material. Fiber morphology and mechanical properties of composite materials incorporating the filaments are characterized

Représentation virtuelle d’un produit dans le processus de conception centrée utilisateur : Cas d’un seau à champagne

La réalité virtuelle 3D évolue vers une représentation de plus en plus réaliste d’environnements ou de produits. Cette représentation virtuelle peut être enrichie de différentes informations métiers et tendre vers un modèle intermédiaire permettant d’interpréter certaines problématiques en amont de la conception. L’article présente une étude de cas au sein d’une PMI PME fabricant des produits haut de gamme par injection plastique dans le domaine de l’art de la table. Dans la plupart des cas, un designer fournit un croquis du produit avant de lancer l’étape de conception propre au métier de la plasturgie. Les itérations entre le concepteur et le designer sont basées sur des échanges souvent causés par ce que l’on appelle la diversité de forme du produit. D’un côté, le designer propose une forme et des fonctionnalités, et de l’autre, le concepteur propose une adaptation réalisable en intégrant des règles métiers. Ceci engendre des échanges entre une sensibilité esthétique et une sensibilité technique. Le design d’origine se transforme en modèles alternatifs pour trouver un compromis entre aspect et fabricabilité du produit. Cet article aborde l’apport de la représentation virtuelle d’un produit pour traiter les problèmes de diversité de formes et de perception des contraintes de fabrication tout en prenant en compte l’aspect usage à travers la conception centrée utilisateur. Cette représentation est utilisée comme support décisionnel dans le processus collaboratif. Nous proposons de présenter la méthodologie appliquée à la réalisation d’un seau à champagne design et l’intérêt d’utiliser le prototypage rapide pour valider certaines fonctionnalités

Une application à l’usage du bois en conception de produit

Le matériau bois comporte différents avantages qui sont transposables à différents dérivés permettant d’introduire un matériau durable, parfaitement intégré au cycle de vie d’un produit. Notre étude consiste à appliquer une méthodologie de conception adaptée à la fabrication d’un produit grâce au prototypage rapide, tout en associant les besoins spécifiques du “grand public” dans la réalisation d’un produit personnalisé. Les nouveaux outils de communication permettent d’associé les consommateurs au processus de conception et les procédés de prototypage permettent une fabrication directe d’un produit

Représentation virtuelle d'un produit dans le processus de conception centrée utilisateur : Cas d'un seau à champagne

La réalité virtuelle 3D évolue vers une représentation de plus en plus réaliste d’environnements ou de produits. Cette représentation virtuelle peut être enrichie de différentes informations métiers et tendre vers un modèle intermédiaire permettant d’interpréter certaines problématiques en amont de la conception. L’article présente une étude de cas au sein d’une PMI PME fabricant des produits haut de gamme par injection plastique dans le domaine de l’art de la table. Dans la plupart des cas, un designer fournit un croquis du produit avant de lancer l’étape de conception propre au métier de la plasturgie. Les itérations entre le concepteur et le designer sont basées sur des échanges souvent causés par ce que l’on appelle la diversité de forme du produit. D’un côté, le designer propose une forme et des fonctionnalités, et de l’autre, le concepteur propose une adaptation réalisable en intégrant des règles métiers. Ceci engendre des échanges entre une sensibilité esthétique et une sensibilité technique. Le design d’origine se transforme en modèles alternatifs pour trouver un compromis entre aspect et fabricabilité du produit. Cet article aborde l’apport de la représentation virtuelle d’un produit pour traiter les problèmes de diversité de formes et de perception des contraintes de fabrication tout en prenant en compte l’aspect usage à travers la conception centrée utilisateur. Cette représentation est utilisée comme support décisionnel dans le processus collaboratif. Nous proposons de présenter la méthodologie appliquée à la réalisation d’un seau à champagne design et l’intérêt d’utiliser le prototypage rapide pour valider certaines fonctionnalités

3D printing device for numerical control machine and wood deposition

The paper presents the development of a new sustainable approach in additive manufacturing adapted on a Numerical Control (NC) machining. Wood has several advantages that are transferable to various derivatives allowing the introduction of sustainable material into the product lifecycle. The application involves the integration of wood pulp into rapid prototyping solutions. Wood is the main material studied for its ecological aspect. The primary goal was to create reconstituted wood objects through a rapid manufacturing. Additive manufacturing technology is most commonly used for modeling, prototyping, tooling through an exclusive machine or 3D printer. An overall review and an analysis of technologies show that the additive manufacturing presents some little independent solutions [9] [12]. The problem studied especially the additive manufacturing limits to produce an ecological product with materials from biomass. The study developed a 3d printing head as solution for shaping wood pulp or powder materials. Some technological problematic require enslavement to the NC controller, the programming building of model, and the realization of wood pulp. This work also presents a wood pulping process characterized by adding wood flour and starch. A machine implementation and some application examples used for its development are presented

Characterization of wood filament in additive deposition to study the mechanical behavior of reconstituted wood products

The use of materials derived from biomass is unavoidable to decrease environmental impact of products. The main advantage of the Additive Manufacturing (AM) concept is the ability to create complex geometries one layer at a time. The primary aim of this study was to create objects using reconstituted wood through manufacturing with low environmental impact. Wood can be converted into various derivatives allowing the introduction of sustainable material into the product lifecycle. This work uses an AM device adapted to a Computer Numerical Control (CNC) machine [1] to produce a reconstituted wood product by filament deposition. The first part assessed the deposit of wood pulp with a 3D printing head device, while the second part focuses on the characterization of microscopic structure of the material. Fiber morphology and mechanical properties of composite materials incorporating the filaments are characterized

3D Printing device adaptable to Computer Numerical Control (CNC)

This article presents the development of a 3D printing device for the additive manufacturing adapted to a CNC machining. The application involves the integration of a specific printing head. Additive manufacturing technology is most commonly used for modeling, prototyping, tooling through an exclusive machine or 3D printer. A global review and analysis of technologies show the additive manufacturing presents little independent solutions [6][9]. The problem studied especially the additive manufacturing limits to produce of ecological product with materials from biomass. The motivation for this work was to develop a new 3d printing device with a solution for formatting pulp or powder materials. Some problems require enslavement to the CNC controller and programming building of model. An implementation on a machine is presented along with some application examples used for its development

Local scale fracture characterization of an advanced structured material manufactured by fused deposition modeling in 3D printing.

Additive manufacturing (AM) is a promising way to produce complex structures by adding layers. It arises great interest both in industrial and academic sectors to develop new advanced structured material. To benefit from its advantages, it is important to accurately characterize the obtained structures in order to ensure their integrity during operation. It becomes then important to characterize these structures at the local scale (micron and/or the nanometer scale). In the specific case of polymeric materials obtained by Fused Deposition Modeling (FDM), the comprehension of the mechanical behavior between adjacent layers during deformation can help improving mechanical properties. However, few studies in the literature have focused on implementing approaches to characterize local strains at the surface of these materials. In this study, an original approach based on the use of speckle pattern with particle average size of 20 microns in diameter was coupled to digital image correlation (DIC). It has been applied to the case of a SENT structure with a notch made by FDM. The successive images recorded by a digital microscope allow a qualitative analysis of the evolutions of the local strains. The kinematic fields are obtained by DIC. The strain evolutions at the tip of the notch are highlighted. The deformation mechanisms at the local scale are confronted with macroscopic behavior of the structure