Conception pour la fabrication additive par stratoconception sous TopSolid

C-FAST a été retenu dans le cadre de l’appel à projet PIAVE « Industrie du Futur». Ce projet est une alliance entre l’éditeur de CFAO MISSLER Software et la SRC de R&D en Fabrication Additive CIRTES.

Le projet C-FAST, « Conception pour la fabrication additive par stratoconception sous TopSolid », est une alliance MISSLER Software/CIRTES. Il a pour objectif le développement d’une chaîne numérique unifiée et continue de conception et de fabrication additive basée sur le procédé breveté de stratoconception, entièrement robotisée et intégrée à TopSolid.

Cette chaîne a pour ambition de permettre la fabrication de produits personnalisés, fonctionnalisés, de grandes dimensions, en multi-matériaux. C-FAST vient d’être retenu dans le cadre de l’appel à projet PIAVE « Industrie du Futur», piloté par le Commissariat général à l’investissement (CGI) et opéré par Bpifrance.

Le partenariat

Le partenariat autour de ce projet regroupe deux spécialistes français, chacun reconnu dans son domaine, à savoir la chaîne numérique et la Fabrication Additive pour CIRTES, la CAO et la gestion de données de conception pour MISSLER Software.

Créée en 1984 à EVRY (91), Missler Software est un acteur du Top 10 mondial de l’édition de logiciels de CFAO/ERP pour le marché de l’Industrie. Fort de 30 années d’expérience, son positionnement stratégique est d’offrir une solution complètement intégrée de CAO/ FAO/ERP, pour les entreprises du marché de la production. Sa gamme de produits TopSolid est aujourd’hui unique sur le marché. La société cible principalement les métiers de la mécanique (machines, sous-traitance, outillages, chaudronnerie, …), la tôlerie et le bois.

Pour Missler Software, le projet est managé par Christian Arber, Président et par Patrice ­Tibéri, Manager de  Services Department.

Créée en 1991, CIRTES est une société labellisée Structure de Recherche Contractuelle (SRC), pionnière en Europe et leader en fabrication additive. Elle développe, depuis 1991, la stratoconception, principale technologie française brevetée de fabrication additive. Stratoconception a été classée, parmi les sept technologies mondiales de fabrication additive normalisées, comme le procédé le plus intensif au niveau mondial [1]. Pour CIRTES, le projet est managé par Claude Barlier, président fondateur de CIRTES, Benoît ­Delebecque, responsable Développement informatique et Cyril Pelaingre, Resp. R&D procédé. Le projet C-FAST est doté d’un budget global de 4,3 millions d’euros sur trois ans.

Les technologies de base

•  Stratoconception

Le procédé original et innovant breveté de fabrication additive par couches de type ­solide/solide consiste à décomposer par calcul le modèle CAO de la pièce en un ensemble de couches élémentaires appelées « strates », dans lesquelles sont introduits des renforts et des inserts. Les couches sont mises en panoplie et fabriquées dans un matériau en plaque à partir d’une découpe par micro-fraisage rapide, laser, fil chaud ou cutter.  Les strates sont ensuite assemblées voire imbriquées. Le procédé est très rapide et particulièrement adapté pour les maquettes, les prototypes, les outillages et les pièces de série. Il est sans limitation de forme intérieure ou extérieure, sans limitation de matériaux (bois, polymères, métaux) et sans limitation de taille (de quelques millimètres à plusieurs mètres). Le logiciel Stratoconcept III est développé par CIRTES depuis l’origine en 1991.

•  TopSolid

La gamme des logiciels TopSolid est un produit propre de Missler Software. Elle est basée sur un noyau de conception (CAO) avancé, avec PDM intégré (Production Data Management), développé sur base ­Windows en langage C#. De plus, elle a été totalement renouvelée dans les dix dernières années sur ces technologies modernes. Sur cette base sont développés les applicatifs métiers  :  ­TopSolid’Cam pour la programmation des machines-outils à commande numérique, TopSolid’Mold pour les applications moulistes, TopSolid’Wood, pour l’industrie du bois (aménagement intérieur) et TopSolid’ERP pour la gestion de production.

Les enjeux et objectifs du projet

C-FAST propose une offre unique de CFAO/ FA continue robotisée pour les pièces de grandes dimensions. Il s’agit d’une chaîne numérique disponible au travers d’une offre complète logicielle et matérielle pour la fabrication additive (FA) par stratoconception sous TopSolid.

Actuellement, il existe une importante rupture de la chaîne numérique : un modèle créé en CAO 3D est discrétisé sous forme de facettes triangulaires (format STL). A partir de ce fichier, un logiciel propriétaire, découpe automatiquement l’objet en tranches horizontales fines qui sont ensuite fabriquées par la machine de fabrication additive dont les différents paramètres machines sont renseignés manuellement juste avant la mise en œuvre.  Le modèle numérique dédié à la Fabrication Additive est donc aujourd’hui une simple représentation de la peau de la pièce et indique la position de la matière par rapport à cette enveloppe.

Pour cela, le projet C-FAST a plusieurs objectifs :
•  Intégration du procédé de stratoconception du CIRTES, en natif, dans la CAO TopSolid de Missler Software,
• Développement d’une chaîne continue de la conception à la Fabrication Additive, sans rupture, avec possibilité de rétroaction et de révision du modèle numérique de départ, jusqu’au contrôle final,
• Intégration de la chaîne numérique de fabrication additive complète : conception fonctionnalisée, simulation multi physique, optimisation topologique, pilotage de la fabrication,
• Robotisation du procédé afin d’obtenir la fabrication additive entièrement robotisée sur des stations dédiées ou par intégration sur parc machines existant.
• Fabrication de pièces de grandes, voire de très grandes tailles pour la réalisation de maquettes, d’outillages et de pièces directes en multi-matériaux (bois, résines, plastiques et mousses)

Les applications industrielles

La stratoconception est un procédé de fabrication additive normalisé particulièrement adapté pour réaliser des pièces de grandes, voire de très grandes dimensions, notamment au-delà du m3 pour la fabrication de prototypes, de maquettes industrielles et architecturales, d’outillages, de pièces directes, de produits finis, ou d’emballages. A titre d’exemple, un comparatif de la réalisation d’un outillage par stratoconception. La pièce retenue pour ce comparatif est un modèle de fonderie de grandes dimensions (2500*1200*400mm) réalisé, par CIRTES.
Le gain sur le coût et le temps de réalisation de cet outillage par C-FAST est évalué à environ 50% par rapport au procédé de stratoconception actuel

Les produits issus de C-FAST qui seront commercialisés

• 2 add-in supplémentaires pour ­TopSolid (qui nécessitent l’acquisition de la CAO ­TopSolid pour le client), diffusées sur une large clientèle :
• TopSolid’Strato : module de fabrication additive par stratoconception sous TopSolid
– TopSolid’Robot : module complémentaire à TopSolid’Strato pilotant la robotisation du procédé de Stratoconception
• 2 bundles indépendants à diffuser sur une large clientèle qui n’utilise pas TopSolid, qui peuvent s’interfacer aux CAO du marché :
– StratoTOP : logiciel autonome de fabrication additive par Stratoconception
– StratoROBOT : logiciel complémentaire à StratoTOP pilotant la robotisation
• Une unité de robotique dédiée à adapter sur une station intégrée Stratoconception existante. (Pour les solutions déjà installées, plus de 600 solutions dans le monde).
• Une station de fabrication additive par stratoconception entièrement automatique.

Les acteurs impliqués

dans la diffusion des produits issus de C-FAST
• Missler Software : concepteur et éditeur de la plate-forme logicielle TopSolid et son réseau international de revendeurs de logiciels,
• Cirtes : concepteur et éditeur du procédé stratoconception et son réseau international,
• Des diffuseurs de stations :
– Inori : plate-forme industrielle, pilote d’essai et diffusion des procédés de stratoconception,
– Sociétés, intégrateurs du procédé de stratoconception : licenciées auprès de Cirtes

N° 90 Juin 2017