Titre : Modélisation et optimisation des opérations de parachèvement de pièces en matériaux composites
3. L ISTE DES P ROJETS COLLABORATIFS 1. Projet UGV/Alu Composite (FUI)
Date : 2004 à 2007
Ce projet avait pour objectif de permettre des améliorations significatives des performances d‘usinage pour les alliages d‘aluminium composites. Trois grands axes ont été développé : la maitrise des durées de vie et de lubrification des outils coupants, leur comportement vibratoire et enfin la programmation et les méthodes industrielles associées. Ma contribution dans ce projet a concerné l‘encadrement du master d‘Aude Caillaud/Boudelier, ainsi qu‘une expertise sur les actions de parachèvement robotisé.
Partenaires : Airbus, Europe Technologies, Cetim, Precise-Fisher, Université de Nantes (IRCCyN), Synervia, AOB, Bretagne Composites, FFDM-Thomas, Num, Unil Opal, Vogel, SKF
Budget de 870K€ pour l’IRCCyN.
3.2. Projet Usinae (FUI)
Date : 06/2007 à 11/2011
Ce projet fait suite au projet UGV/Alu Composite. Deux objectifs sont affichés : le premier est la fiabilisation et l‘amélioration des performances de l‘UGV pour les pièces réalisées en matériaux "classiques" et en composites complexes à haute valeur ajoutée. La seconde porte sur l‘un des éléments les plus fragiles de la machine à savoir la broche. Le résultat marquant de ce projet est la mise au point de la Stormibox (Commercialisé par Europe Technologie sous le nom d‘EMMATools), ce système permet de faire du BIG DATA à l‘aide de l‘ensemble des données capteurs présent sur la machine. On peut donc rejouer l‘usinage d‘une pièce complète. Cette source de donnée est précieuse afin d‘effectuer toute analyse sur la coupe du point de vue de la pièce, de l‘outil ou encore de la broche (machine). Ma contribution dans ce projet se situe principalement sur l‘analyse des défaillances de la broche, et l‘encadrement de thèse de Mr Benjamin HAVETTE.
Partenaires : Europe Technologies, AIRBUS, DASSAULT Aviation, EADS CCR, FOREST-LINE, PCI, PRECISE France S.A., S2M, Université de Nantes (IRCCyN), Synervia.
3.3. Projet défi Composite (FUI)
Date : 03/2009 à 05/2012
Ce projet s‘articulait autour du parachèvement d‘une pointe avant d‘AIRBUS. Les principaux axes de recherches ont porté sur le choix de processus de parachèvement de matériaux composite constituant cette pointe d‘avion, mais aussi la mise au point de parachèvement robotisé de ces structures. Pour ce qui est du parachèvement, les travaux portaient à la fois sur la préparation de surface (ponçage roto orbitale, flammage,…) mais aussi sur l‘optimisation de condition opératoire des fraise à concrétion diamantées et le lien avec la qualité. Du point de vue parachèvement robotisé, différents essais ont pu être mené afin de mettre en évidence les problèmes de rigidité. Suite à ce constat, différents scenarii ont pu être développé afin d‘envisager le parachèvement robotisé de la pointe avant de l‘avion. Ma contribution dans ce projet a concerné l‘encadrement de la thèse d‘Aude Caillaud/Boudelier, ainsi qu‘une expertise sur les actions de parachèvement robotisé.
Partenaires : AIRBUS, Europe Technologies, Besne Mécanique, Université de Nantes (IRCCyN), Synervia.
Budget de 810 K€ pour l’IRCCyN.
3.4. Projet Ecowingbox (FUI)
Date : 05/2009 à 10/2013
Le projet ECOWINGBOX (ECO composite WING BOX) est un projet de coopération, initié et coordonné par Daher Aerospace, concernant la conception, la fabrication et la validation d‘un démonstrateur de caisson d‘avion d‘affaires en composite. Ce caisson, majoritairement en matériaux composites, doit permettre une réduction sensible de la masse du sous-ensemble, par rapport à son équivalent métallique. Il doit ainsi apporter une économie de carburant et une amélioration des performances de l‘avion. La conception et la réalisation du démonstrateur permet de progresser au niveau de l‘automatisation de procédés polyvalents, au juste coût, capables de fortes cadences.
L‘IRCCyN a dû prendre en charge, sur ce projet, le développement du parachèvement des pièces composites tel que le détourage, et la préparation des surfaces avant collage ou peinture, ainsi que la robotisation de tous ces procédés. Un prototype d‘une voilure de 14 mètre de long tout composite et entièrement collée a servie de démonstrateur. Les différents éléments constituants cette voilure ont été parachevés. J‘ai apporté ma contribution à ce projet à travers l‘encadrement de la thèse de doctorat de Claire Dumas qui a traité du développement de méthodes robotisées pour le parachèvement de pièces métalliques et composites.
Partenaires : Europe Technologies, ESTACA, Universite de Nantes (IRCCyN), Coriolis Composites, Allio, Chastagner Delaize, Ajilon, le CEMCAT, LAUM, CERPEM.
3.5. Projet ANR COROUSSO
Date : 10/2010 à 06/2014
Ce projet intitulé ― Commande de RObots d‘USinage de pièces composites de grandes dimensions et de Soudage FSW‖ a consisté à fournir des résultats théoriques et expérimentaux sur la mise au point de cellules robotisées d‘usinage de pièces en matériaux composites et de soudure FSW (Friction Stir Welding) de pièces métalliques. Les essais expérimentaux choisis par les partenaires industriels pour mettre en lumière les opérations critiques et les plus significatives pour le procédé considéré ont conduit à faciliter le transfert technologique dans le secteur de la production et à envisager la robotisation d‘autres procédés de fabrication. Mes contributions scientifiques principales dans COROUSSO ont été : (i) le développement d‘une méthodologie pour l‘identification des paramètres de raideur de robots d‘usinage industriels et d‘architecture sérielle ; (ii) la mise au point d‘une démarche pour la sélection optimale de poses pour l‘identification des paramètres géométriques et élastiques de robots d‘usinage ; (iii) le développement d‘une procédure pour déterminer le placement optimal de la pièce à usiner ou à souder tout en gérant la redondance cinématique du robot vis-à-vis de la tâche à accomplir. J‘ai eu en charge la réalisation de la tâche 3 portant sur l‘identification, la mesure ainsi que les stratégies de pilotages des procédés usinant avec un robot.
Partenaires : Europe Technologies, Institut de Soudure, Université de Nantes (IRCCyN), LCFC.
Budget de 1,2 M€ dont 333K€ pour l’IRCCyN.
3.6. Projet IRT Jules Vernes: RoboFin
Date : 10/2012 à 10/2015
Ce projet intitule ROBOFIN, la ROBOtisation de la FINition des pièces métalliques ou
composites de grandes dimensions a pour but de développer les moyens robotisés de demain nécessaires à la finition des pièces de grandes dimensions (de 3 m à 100 m). La finition correspond à l‘usinage, le perçage, le détourage, la préparation de surfaces, le ponçage. Le principal moyen est le robot sur rail de l‘IRT qui a permis la finition de la voilure du projet ECOWINGBOX. Les principaux axes de recherches tendent à définir le protocole d‘estimation de la capabilité de tels matériels et à définir des procédures industrielles de correction de trajectoire. Ceci permettra à termes à un industriel d‘effectuer un choix sur son moyen de production au vue de sa production. Je participe à l‘encadrement de la thèse de doctorat de David GUERIN dans le cadre de ce projet.
Partenaires : IRT JV, Université de Nantes (IRCCyN), Coriolis Composites, Europe Technologies, Multiplast, STX, LoireTech.