Jonathan Frechard (BeAM)

Jérôme Laurent (CEA)

Philippe Verlet (VLM)

Fan Zhang (CETIM)

PRESENTE PAR

Projet I AM SUREInspection de pieces en Additive

Manufacturing : Santé, Usage,

métRologie, tEnue

Projet : I AM SURE

AFPR 2019 – juin 2019 2

Le projet

Etat de l’art

Les partenaires

Les objectifs

Les verrous

Les retombées

Résultats

Sommaire

Projet : I AM SURE

AFPR 2019 – juin 2019 3

▪ Appel à projet FUI 20

▪ Démarrage en novembre 2015

▪ Durée de 36 mois + prolongement 12 mois

▪ Budget total de 3.5 M€

▪ Pôles ▪ Systematic, Aerospace valley, véhicule du futur, EMC2, alpha RLH, SAFE

▪ Financeurs ▪ BPI, Région île de France, Grand Est, Nouvelle aquitaine, Strasbourg eurométropole

Le projet

Projet : I AM SURE

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▪ 3 laboratoires▪ CEA, CETIM, LNE

▪ 3 PME▪ BeAM, Polyshape, VLM Robotics

▪ 3 End user▪ Airbus, Naval Group, Thales

▪ 1 Association▪ AFPR

Les partenaires

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▪ Suivi de procédé en fabrication additive ▪ LMD et SLM

▪ Monitoring / contrôle de dimension du bain de fusion (caméra coaxiale)

▪ Contrôle de température

▪ Suivi des paramètres en temps réel et archivage

▪ La production de pièces par fabrication additive est complexe car le résultat dépend de nombreux paramètres qui sont parfois difficile à contrôler▪ Environnement

▪ Qualité de la poudre

▪ …

→ Nécessité d’un contrôle in situ

Etat de l’art

Projet : I AM SURE

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▪ Développement de méthodes pour le contrôle qualité global de pièces en FA

Les objectifs

Spécifications (contraintes opérationnelles, cas

d’applications)

Mise en œuvre sur cas d’application (aluminium,

titane, acier)

▪ Suivi de process in situUltrasons LASER sans contactEmission acoustique

▪ Contrôle des produits finisContrôle tomographique (métrologie, défauts)Tenue mécanique de pièces saines et endommagées

Projet : I AM SURE

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▪ Le projet I AM SURE conduira au développement de : ▪ Méthodes de suivi du process basées sur des méthodes ultrasonores (Ultrasons laser et

émission acoustique)

▪ Méthodes de contrôle (défaut et métrologie) de produits finis en FA, basés sur la tomographie X haute résolution

▪ Compréhension de l’effet des défauts sur les propriétés mécaniques

▪ Ces développements permettront de répondre aux exigences des utilisateurs de secteurs industriels de pointe relatives aux pièces métalliques en FA, en termes de :

▪ Absence de défauts à l’issue de la fabrication

▪ Tenue mécanique des pièces

▪ Métrologie des pièces complexes

Les objectifs

Projet : I AM SURE

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▪ Suivi in situ▪ Emission acoustique

▪ SLM + DED ▪ Intégration capteurs

▪ Rotation plateau

▪ Traitement données

▪ Ultrason LASER▪ DED

▪ Intégration capteur

▪ Géométrie complexe

▪ Traitement des données

Les verrous

Projet : I AM SURE

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▪Méthode de CND in situ▪ La machine est capable de valider la qualité de la pièce

▪ Le système est capable de détecter des dérives process et d’arrêter la machine avant qu’elles ne deviennent irrémédiables

▪ Brevets▪ 1 brevet déposé sur la méthode de contrôle in situ par US LASER

▪ Autres technologies▪ Portage des développements sur d’autres technologies

▪ Fil, plastique, …

Les retombées

Projet : I AM SURE

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Résultats – EA

Inco738 – Mur 1

DED

SLM

La couche où la fissuration apparue

Pièces fissurées

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Source laser Interféromètre

T

L

RLs

▪ Thèse Célia Millon

Résultats – LASER US

718 Inconel 316L Inox

Tim

e (

µs)

Distance (mm)

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▪ 3 éléments à coupler▪ Machine – Capteur – Robot porteur

▪ Commande numérique multicanal ▪ 1 canal de fabrication

▪ 1 canal de contrôle

▪ Le contrôle suit les mouvements induit par la fabrication sur les axes rotatifs

Résultats - Intégration

CAO

Programme

de

fabrication

Programme

de contrôle

Directeur de

commande

multicanal

Système

polyarticulé

de fabrication

Système

polyarticulé

de contrôle

Fabrication

contrôlée

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Résultats – Vidéos

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Résultats – Exploitation des données

Difficulté du contrôle UL en ligne

R

LRRscat

t

Rrrr

tt w

Vibrationrobot effecteur

Projection poudre + déplacement

Distance focaleOrthogonalité

Vitesse FA + acquisition

MoyennageCadence tir laser

Méthode de traitement du signal ?RSB, dimensions défauts recherchés (l)

C-scan, Xcorr, SVD, ZGV, …

?

?

Encombrementtête optiqueTrajectoire

Mesures ULun ~10-9 mOndes guidées → Rayleigh-Lamb

Surface rugueuse10-300 µm

petite buse

Corriger la pièce en ligne !!!

Graal

Microstructureà gros grainsAnisotropie

Gradient thermiqueContraintes résiduelles

~ 3000 °C

à l’épicentre

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Résultats – Exploitation des données

Onde de Rayleigh Résonances ZGV

8 rue SchertzF-67100 Strasbourg

+ 33 3 88 60 87 50www.beam-machines.com

For more information:

jf@beam-machines.com

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