dans la norme ISO 14649
Nous avons vu dans les paragraphes précédents que la part 1 définissait le rôle et l’organisation générale de l’ISO 14649. Nous avons donc pu voir que la part 10 [ISO04a] (description générale des procédés de fabrication) était commune à tous les procédés pour l’instant présents dans l’ISO 14649. Nous allons donc nous intéresser plus en détail à cette part de la norme dans la suite de cette partie. Cela nous permettra dans la suite de pouvoir mettre en place une stratégie pour l’introduction de la fabrication additive dans la norme ISO 14649.
3.1 Présentation de la norme ISO 14649 part 10
Cette partie de la norme concerne la définition générale des procédés de fabrication. Dans l’état actuel des choses, on trouve des informations et des données uniquement pour les procédés d’usinage (fraisage, tournage et électroérosion). Cependant, une grande partie de ces informations pourront servir de base de description pour les procédés de fabrication additive, mais des informations complémentaires devront être intégrées pour ces derniers procédés (les différentes solutions d’intégration de ces nouvelles données sont décrites par la suite sur les Figure 81 et Figure 82).
A la suite de ces définitions, on retrouve le cœur de la norme qui est organisé en plusieurs parties :
Définition du workpiece : c’est la définition du brut d’usinage. Dans la norme ISO 14649, on part toujours d’un brut (parallélépipédique, cylindrique ou préformé) auquel on vient soustraire différentes entités d’usinage. Cette partie ne pourra pas s’appliquer aux pièces réalisées en fabrication additive, car pour ces procédés, on ajoute de la matière. De plus, ces workpieces ne sont composés que d’un seul matériau, or avec les procédés par ajout de matière on peut réaliser des pièces en multimatériau. La définition même des pièces fabriquées par ajout de matière devra donc être revue pour l’ISO 14649 (absence de brut), ce qui nécessitera la définition d’un nouveau AM_workpiece.
Définition des entités de fabrication, Manufacturing_features: c’est la définition des entités de fabrication pour le fraisage. Ces entités sont des entités 2D1/2. On ne retrouve que des informations sur la définition géométrique de ces entités et non sur la manière dont elles sont fabriquées (ces informations sont données dans les parties spécifiques parts 11 à 14). En revanche lors de la définition de ces entités, il est très souvent fait référence au fait qu’elles sont soustraites du brut (workpiece). Il faudra donc compléter la norme pour que celles-ci puissent être utilisées pour la description de pièces réalisées en fabrication additive (celles utiles pour la description de pièce de fabrication).
Définition des exécutables: cette partie est divisée en trois sous-parties. Tout d’abord la définition du workingstep qui correspond aux phases d’usinage (elles sont indépendantes). Puis le workplan, qui représente la gamme d’usinage et donc l’organisation des phases d’usinage. Et enfin les fonctions de la commande numérique (CN) qui n’agissent pas directement sur les axes de la CN. Pour l’adaptation de cette partie de la norme pour la
133 fabrication additive, on pourra conserver une grande partie des informations, il faudra juste y ajouter la notion d’ajout de matière dans les phases de fabrication.
Définition des opérations: on retrouve ici la spécification des différentes opérations de fabrication. Chacune des opérations définies dans un projet de fabrication est toujours associée à une entité. Cette partie est divisée en deux sous-parties : la première qui, globalement, donne la définition des opérations d’usinage ; et la seconde qui spécifie les opérations de fraisage en particulier. Les opérations spécifiques de tournage et d’électroérosion sont définies dans les parts 12 à 14. Dans la définition générale des opérations de fabrication, il faudra ajouter la possibilité d’avoir des opérations de fabrication additive. Le détail de ces opérations sera lui réalisé dans la part 17.
Définition des trajectoires outils explicites: dans cette partie on a une description des trajectoires explicites suivant la norme ISO 14649. Elles offrent la possibilité de décrire des trajectoires outils avec des stratégies non présentes dans la bibliothèque des trajectoires de l’ISO 14649. Cette partie pourra être adaptée pour la fabrication additive (en ne parlant pas d’outil de coupe mais de laser ou autres).
Règles: définitions de différentes règles de l’ISO 14649.
On a ensuite une définition des différents termes en langage EXPRESS, les abréviations des termes définis auparavant et des schémas EXPRESS-G à titre d’information. Les informations inhérentes à la fabrication additive devront aussi être ajoutées dans ces parties.
3.2 Stratégies d’intégration des données de fabrication additive dans la
norme ISO 14649
Notre objectif pour la proposition d’intégration des procédés de fabrication par ajout de matière dans la norme ISO 14649 est d’une part de respecter la philosophie et la structure actuelle, et d’autre part d’avoir un modèle le plus simple possible et identifiable dans la norme. Pour cela nous allons proposer plusieurs stratégies pour la proposition d’un nouveau modèle ISO 14649 fabrication additive.
D’après nous, deux stratégies peuvent être envisagées pour l’intégration des procédés par ajout de matière dans l’ISO 14649. Une première (Figure 81) qui conserverait une seule et unique part 10 pour les deux types de technologies (usinage et fabrication additive), puis à l’étage en dessous les différentes parties spécifiques à chacun des procédés (fraisage part 11, tournage part 12, électroérosion part 13 et fabrication additive part 17), et une deuxième (Figure 82) qui différencierait les deux types de technologie dès la part 10 , avec une part 10a pour l’usinage (part 10 actuelle) et une part 10b pour la fabrication additive, puis à l’étage inférieur les mêmes parts que pour l’autre stratégie.
Les avantages et inconvénients des différentes stratégies sont détaillés dans le Tableau 5 :
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Avantages
Inconvénients
Stratégie
1
AM sur le même plan que l’usinage (pas de hiérarchie usinage / fabrication additive)
Spécificités de la fabrication additive réunies dans la part 17 ce qui les met en avant
Structure identique plus importante : intéressant dans le cadre d’une plateforme multi-procédé
Insertion des données générales de la fabrication additive dans la part 10 avec l’usinage plus complexe à mettre en œuvre
Spécificités de l’AM dans la part 10 peuvent être moins visibles par rapport à l’usinage (ex : AM_workpiece)
Stratégie
2
Rédaction de la norme facilitée
Plus grande visibilité des procédés par ajout de matière
Divergence trop rapide AM, usinage Oblige à réécrire toute une part 10b qui est redondante sur beaucoup de points avec la part 10a
Tableau 5 : Tableau récapitulant les avantages et inconvénients des stratégies d’introduction de la fabrication dans la norme ISO 14649
135 Figure 82 : Proposition 2 pour l’introduction des données d’additive manufacturing dans l’ISO 14649
La solution retenue que nous proposons pour l’intégration des données sur les procédés par ajout de matière dans la norme STEP-NC est la solution 1. Elle place, en effet, les procédés de fabrication par ajout de matière au même niveau hiérarchique que l’usinage et réutilise une grande partie de la part 10 déjà établie. Ceci est un gros avantage dans l’optique de garder la même philosophie de norme pour les procédés par ajout et enlèvement de matière. De plus, les spécificités de la fabrication additive peuvent rapidement être identifiées au niveau de la part 17. Le fait d’avoir une structure unique de description des procédés de fabrication (ajout et enlèvement de matière) au niveau de la part 10 est également très intéressante pour le développement de la fabrication multi-procédés s’appuyant sur une chaîne numérique STEP-NC.
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