C’est une première dans le domaine prometteur de la fabrication additive : la production d’une pièce complexe par projection à froid suivant une technique inédite de programmation du robot manipulateur ouvre des perspectives industrielles majeures. Une innovation portée par Sihao Deng, enseignant-chercheur à l’UTBM (UMR CNRS ICB-LERMPS).
Il s’agit d’une main produite par projection à froid de microscopiques particules d’alliage de cuivre de 0,003 mm de diamètre. Projetées à plus de 1500 mètres secondes par un gaz neutre comprimé à 50 bars et détendu dans une buse, elles viennent s’écraser et se conglomérer.
Au sein d’une équipe académique mondialement reconnue depuis les années 90 dans le domaine de la fabrication additive basée sur ces procédés et pour des pièces à géométrie complexes et à forte valeur ajoutée, un programme de recherche est mis en œuvre.
Le bras qui produira cette première sera celui d’un robot : les gestes doivent être précis, fonctions d’une stratégie et d’une technicité ultimes dans la maitrise des paramètres cinématiques : maitrise de la distance entre le robot et le support, angle de projection optimal pour ne pas dégrader la compacité de la matière déposée, vitesse de balayage, trajectoire fidèle à la stratégie de dépôt, couche par couche, millimètre par millimètre. D’abord le centre, puis les bords, enfin les trajectoires de transition entre les zones.
Main produite par projection à froid de particules de cuivre
La chaine numérique permettant cette production est totalement innovante. Au bout du bras robotisé, à l’image du cerveau, une programmation sur les bases d’un logiciel de conception et fabrication assistée par ordinateur : «
Nous avons travaillé sur des extensions logicielles spécifiques à la projection thermique, permettant la programmation du robot et la définition automatique de trajectoire par le biais de génération d’algorithmes propres à chaque couche déposée. Aujourd’hui, la production de la pièce est possible à partir d’un simple fichier de CAO, sans étape complexe et longue intermédiaire. Nous poursuivons le développement de nouveaux modules dédiés à la projection thermique », souligne Sihao Deng.
Si la main a vu le jour en un peu plus d’une heure, l’histoire ne fait que commencer pour cet ancien doctorant de l’UTBM en robotique industrielle dédiée à la projection thermique. «
Le rendement de matière de plus de 90%, la rapidité et le coût de production de pièces ouvrent aux industriels des champs de développements majeurs pour la production ou la réparation de pièces industrielles, sans limite de dimension et sans recours à des atmosphères protectrices ».
Sihao Deng, enseignant-chercheur à l’UTBM (UMR CNRS ICB-LERMPS)
