Les travaux de recherche menés dans le cadre de l’axe Procédés de fabrication avancés s’appuient sur l’instrumentation des moyens de production ainsi que sur des simulations numériques multiphysiques et multi-échelles. Ils mettent particulièrement l’accent sur la compréhension et sur l’explication des phénomènes physiques accompagnant la mise en forme des matériaux. Cette approche duale, expérimentale et numérique, se repose également sur l’étude du comportement mécanique des matériaux en conditions extrêmes.
Procédés étudiés :
La mise en forme par enlèvement de matière : Les sujets abordés ont essentiellement trait à l’usinabilité des matériaux. Plus spécifiquement, s’agit d’étudier l’impact des assistances à l’usinage sur la durée de vie des outils de coupe et sur l’intégrité des surfaces usinée. Dans ce contexte, une approche expérimentale, basée sur des essais instrumentés et sur des analyses métallographiques fines (MEB, EDS, EBSD), est doublée par une approche numérique qui vise à comprendre les mécanismes physiques mis en jeu lors de la coupe. La modélisation du comportement mécanique en conditions extrêmes constitue, dans ce cadre, la clé de voute de la démarche adoptée. Par ailleurs, le recours à des outils d’intelligence artificielle, tels que l’apprentissage profond, enrichit ces travaux en permettant une meilleure compréhension des relations complexes entre la microstructure des matériaux et leur usinabilité.
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Assistance à l'usinage | Video file
Simulation numérique de l'usinage |
La mise en forme de tôles minces par déformations plastique : les deux procédés étudiés sont le formage superplastique et le formage incrémental. Il s’agit principalement d’optimiser les paramètres opératoires, par simulation numérique, afin produire des pièces de formes complexes tout en réduisant le temps de fabrication et en assurant une qualité optimale des pièces réalisées.
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Formage super-plastique |
La mise en forme des matériaux composites à matrice organique : l’activité portant sur les matériaux composites est orientée sur le couplage entre les paramètres des procédés et le comportement mécanique des matériaux et des structures. Pour cela, des procédés conventionnels tels que l’infusion (LRI – Liquid Resin Infusion), l’enroulement filamentaire ou encore la thermocompression sont utilisés.
Un focus particulier est fait sur le développement de nouveaux procédés de fabrication et de réparation mobilisant des résines thermoplastiques. A travers différents projets, l’équipe en charge de cette opération travaille sur la mise au point d’un bioprocédé utilisant la thermocompression à air chaud et la broderie, permettant en peu de temps de fabriquer des formes de révolution légères et résistantes, faites en biocomposites, matériaux utilisant conjointement des fibres végétales et des matrices a minima thermoplastiques, sinon biosourcées. Dans ce cadre, un autre axe de pointe porte sur la fabrication additive 3D des matériaux composites à renfort continu. Cette technologie innovante, développée au laboratoire LAMPA, permet d’imprégner in-situ des fibres végétales par la matrice thermoplastique fondue avant du dépôt de composite couche par couche. Ainsi, ce procédé crée des formes complexes et optimisées, voire bio-inspirées, que les procédés classiques ne peuvent réaliser jusqu’à maintenant.
Responsable scientifique : Yessine Ayed