A numerical approach for 3D manufacturing tolerances synthesis

Making a product conform to the functional requirements indicated by the customer suppose to be able to manage the manufacturing process chosen to realise the parts. A simulation step is generally performed to verify that the expected generated deviations fit with these requirements. It is then necessary to assess the actual deviations of the process in progress. This is usually done by the verification of the conformity of the workpiece to manufacturing tolerances at the end of each set-up. It is thus necessary to determine these manufacturing tolerances. This step is called "manufacturing tolerance synthesis". In this paper, a numerical method is proposed to perform 3D manufacturing tolerances synthesis. This method uses the result of the numerical analysis of tolerances to determine influent mall displacement of surfaces. These displacements are described by small displacements torsors. An algorithm is then proposed to determine suitable ISO manufacturing tolerances

Evaluation de la chaine numérique en fabrication par Electron Beam Melting

National audience— Les dernières améliorations des procédés de fabrication additive, et entre autre la possibilité de produire des pièces métalliques, a permis d'étendre l'utilisation de ces procédés, réservés jusque-là au prototypage, à la production de pièces fonctionnelles. Ces nouveaux champs d'application ont mis en évidence les nombreuses lacunes des différentes étapes numériques de mise en production de la pièce. L'ensemble de ces étapes est rassemblé sous l'appellation : chaine numérique. Cet article s'attachera à analyser la chaine numérique actuelle afin de déterminer les changements qui doivent être apportés afin de l'améliorer. Fort de ces axes d'amélioration et de l'expérience acquise depuis de nombreuses années dans la chaine numérique pour les procédés soustractifs, une proposition d'environnement de Fabrication Assisté par Ordinateur (FAO) dédié au procédé EBM sera présentée. Mots-clés— Electron Beam Melting (EBM) ; Fabrication Assistée par Ordinateur (FAO) ; chaine numérique ; Fabrication additiv

Calcul d'Orientation en Fabrication Additive Métallique sur Lit de Poudre - Une Nouvelle Approche Quantitative par Fonction de Désirabilité

International audienceLes méthodes de fabrication additive par fusion de lit de poudre (PBF) gagnent de plus en plus d'importance commerciale et deviennent de plus en plus sophistiquées. Leur chaîne numérique met en jeu plusieurs paramètres parmi lesquels la sélection d'orientation optimale de la pièce dans l'espace de production reste encore une problématique d'actualité. Plusieurs outils de calcul d'orientation optimale ont été proposés mais ceux-ci n'intègrent pas souvent les connaissances métiers d'experts (critères de qualité, de performance, de coût…) en entrée et n'offrent pas une analyse quantitative en sortie pour permettre une grande liberté de décision. Dans l'optique de contribuer à l'amélioration des outils, ce document propose une nouvelle méthode d'évaluation quantitative des orientations d'une pièce basée sur des critères d'experts traduits sous forme de fonction de désirabilité. La méthode de définition et d'évaluation des critères sur des géométries pour plusieurs scénarios de positionnement de la pièce est exposée. L'outil établi permet en sortie, de pouvoir assigner des priorités aux différents critères prédéfinis pour trouver un compromis satisfaisant divers objectifs. Un cas d'étude est également présenté afin de montrer la cohérence des résultats de cette approche

Typology of geometrical defects in Electron Beam Melting

Quality control in terms of material health, texture and workpiece geometry is not assured in additive manufacturing. Many literature studies address quality issues on a scale of less than one millimeter. On the other hand, few works concern geometrical defects at the level of the piece as a whole (form and dimension), on a scale therefore greater than several millimeters. From the existing bibliography and the authors’ experience, the objective of the article is to list the typologies of geometrical defects usually encountered and the configurations in which they appear.Maîtrise géométrique des pièces produites par fabrication additive métalliqu

Analyse de la variation géométrique des pièces produites en fabrication additive EBM - Cas de pièces avec volume surplombant

National audienceL'étude proposée consiste à étudier les types de défauts obtenus en fabrication additive EBM (Electron Beam Melting) pour cela, une géométrie particulière a été choisie avec un volume en surplomb. Les défauts géométriques les plus importants se sont localisés sur la face avant (perte de bord) et le dessous de la pièce (variation d'épaisseur). Afin de caractériser la forme des défauts, une Analyse en Composantes Principales (ACP) a été mise en oeuvre et permet d'identifier les modes les plus significatifs de chacun des lots de pièces produits. A partir de ces analyses, il en ressort que les défauts dépendent de la stratégie de fabrication et que les pièces placées sur la périphérie du plateau présentent des défauts de grandes amplitudes

3D synthesis of manufacturing tolerances using a SDT approach

International audienc

Three-dimensional Analysis and Synthesis of Manufacturing Tolerances

International audienc

Product and process modeling : simulation of a manufacturing process for tolerance analysis and synthesis

International audienceThe choice of a manufacturing process (machine-tools, cutting tools, part-holders,process plan) which allows the production of parts conform to the objective in term ofquality and price depends on many criteria. One of these criteria is the respect of thefunctional tolerances of the part. To check this point the manufacturing process is simulated(positioning and machining operations). The result of this simulation is a Model ofManufactured Part (MMP). The deviations of all the surfaces of the MMP are describedwith regards to their nominal position (nominal part) using a small displacement torsor.Then, for all the functional tolerances to be verified, a virtual gauge is created andassembled with the MMP and the gap between the tolerance zone and the tolerancedsurface is calculated. The verification of each tolerance is provided by a system ofinequalities representing the non-contact conditions between the toleranced surface and thetolerance zone limits. The ability to machine a series of parts closed to the functionaltolerances being verified, the ISO or non-ISO manufacturing tolerances to define theworkpiece at each set-up is determined. These tolerances are useful to follow theconformity of the workpiece at each step of the machining process