Modeles geometriques avec defauts pour la fabrication additive

par Zuowei Zhu (Christopher)

Projet de thèse en Génie mécanique

Sous la direction de Nabil Anwer et de Luc Mathieu.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux, géosciences , en partenariat avec LURPA - Laboratoire Universitaire de Recherche en Production Automatisée (laboratoire) , Géométrie tridimensionnelle des pièces et des mécanismes (equipe de recherche) et de École normale supérieure Paris-Saclay (Cachan, Val-de-Marne) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 29-03-2016 .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est de développer une représentation géométrique (et numérique) pour l'étude de pièces mécaniques réalisées par fabrication additive en considérant la forme réelle de ces pièces. Nous nous intéresserons ainsi à une représentation géométrique discrète de pièces mécaniques dans le contexte des processus de la chaîne numérique en fabrication additive et une formalisation des concepts géométriques en fabrication additive pour enrichir les opérateurs de GeoSpelling (ISO GPS) et établir un parallèle entre ces opérateurs et les étapes du processus de la chaîne numérique de la fabrication additive. Dans un premier temps, nous nous intéresserons à l'étude détaillée de la chaîne numérique en fabrication additive. Par la suite, nous établirons un parallèle entre les opérateurs de GeoSpelling et les étapes du processus de la chaîne numérique de la fabrication additive. De nouveaux paradigmes pour la modélisation de produit en fabrication additive seront développés. Les modèles de description des défauts géométriques (défauts aléatoires et défauts systématiques) seront étendus pour considérer les effets géométriques en fabrication additive. Les niveaux de prédiction et d'observation seront étudiés finement pour intégrer la variabilité géométrique en fabrication additive. L'étude des ensembles de points représentant les Skin Model Shapes s'appuiera sur des outils mathématiques avancés (géométrie différentielle discrète, analyse statistique des formes, invariants de forme) et des modèles de description de défauts géométriques issus de phénomènes physiques. Des expérimentations sur différentes technologies de fabrication additive seront menées en collaboration avec des partenaires académiques et industriels. Les résultats auxquels devraient aboutir ces travaux de thèse contribueront à une amélioration importante de la modélisation des produits en fabrication additive en intégrant les défauts géométriques. Ces travaux serviront également de base pour le développement d'outils numériques pour la vérification géométrique de la fabrication additive.

  • Titre traduit

    Skin Model Shapes for Additive Manufacturing


  • Résumé

    The objective of this thesis is to develop a geometric representation (and digital) for the study of mechanical parts produced by additive manufacturing by considering the actual shape of these parts. We are interested as well in a discreet geometrical representation of mechanical parts in the context of the process of the digital channel in additive manufacturing and a formalization of geometric concepts in additive manufacturing to enrich operators GeoSpelling (GPS ISO) and draw a parallel between these operators and the process steps of the digital chain of additive manufacturing. Initially, we will focus on the detailed study of the digital channel in additive manufacturing. Thereafter, we will establish a parallel between operators GeoSpelling and process steps in the digital chain of additive manufacturing. New paradigms for modeling product additive manufacturing will be developed. The description of models of geometric defects (defects random and systematic defects) will be extended to consider the geometric effects in additive manufacturing. The stages of prediction and observation are finely designed to integrate geometric variability in additive manufacturing. The study of sets of points representing the Skin Model Shapes will use advanced mathematical tools (discrete differential geometry, statistical shape analysis, shape invariants) and the description of models of geometric defects from physical phenomena. Experiments on different additive manufacturing technologies will be conducted in collaboration with academic and industrial partners. The results which should lead this thesis work will contribute to a significant improvement in the modeling of additive manufacturing products incorporating the geometrical defects. This work will also serve as basis for the development of digital tools for geometric verification of additive manufacturing.