FAIR (Conception et fabrication par Fabrication Additive de produits Intelligents)

Les produits intelligents sont des composants essentiels de l’industrie 4.0. Ces produits sont capables de fournir des informations relatives à leur état ou à leur environnement voir permettre une interaction entre l’entreprise et le produit. Quelles technologies de fabrication sont capables de réaliser de tels produits, en intégrant les contraintes de réduction des coûts et des délais de fabrication ? Les nouvelles technologies de fabrication comme la Fabrication Additive (FA) permettent d’envisager la réalisation de produits intelligents. Le principe généralement retenu consiste à placer des capteurs et/ou des actionneurs (appelés devices) au sein du produit afin de suivre et/ou contrôler son comportement durant la phase d’utilisation L’objectif à l’issu du projet est de proposer un pré-démonstrateur permettant d’évaluer les possibilités techniques d’utiliser les technologies de Fabrication Additive afin de réaliser des produits métalliques intelligents d’une part et le déploiement potentiel dans le monde industriel d’autre part. Pour cela, une démarche permettant d’intégrer dès la conception des capteurs et/ou actionneurs au sein d’un produit fabriqué par une technologie WAAM (Wire and Arc Additive Manufacturing) sera proposée. Les procédés de fabrication WAAM utilisent un arc électrique pour fusionner un métal d’apport sous forme de fil. La pièce 3D est ainsi générée par empilement de cordons de soudure à partir de tout type de matériau soudable. Les procédés WAAM présentent l’avantage d’être plus productifs et moins onéreux que les autres technologies de FA. En utilisant ces procédés, l’insertion des devices dans la pièce en cours de construction est également facilitée. Le partenariat est composé des laboratoires grenoblois G-SCOP et TIMA (CNRS, Grenoble INP, Université Grenoble Alpes). G-SCOP possède des compétences en fabrication additive métallique, des activités de recherche sur cette thématique y sont menées depuis 2012. En 2017, des travaux plus spécifiques aux procédés WAAM ont démarré avec l’acquisition par le pôle S.MART Dauphiné Savoie d’une cellule de soudage robotisée sur laquelle s’appuierons les essais réalisés au cours de ce projet. Un des axes de recherche de TIMA concerne la conception, la fabrication et le test de dispositifs, circuits et systèmes intégrés et l'activité principale se concentre sur la minimisation de l'énergie et la miniaturisation de composants et systèmes. 2 Les principaux verrous scientifiques liés à cette intégration et qui restent à lever sont : rendre compatible une technologie de fabrication additive avec l’insertion de devices dans un produit au cours de sa réalisation, préparer le/les devices pour permettre leur intégration dans le produit avec la technologie retenue (opérations de packaging) et conserver les performances des devices après leur intégration. Ce projet répond à des interrogations d’industriels de la région Auvergne Rhône-Alpes qui soutiennent le projet : Caterpillar veut tester la technologie pour la réalisation de crochets de levage intelligents; ART est une PME spécialiste du rechargement métallique qui envisage d'étendre ses activités vers la fabrication additive de pièces métalliques intelligentes.