À la fin du cours, l’étudiant ou l'étudiante sera en mesure :

• d’effectuer une veille technologique sur la fabrication additive;
• de comparer différents procédés de fabrication additive;
• de fabriquer un prototype en utilisant un procédé de fabrication additive;
• de recommander un procédé de fabrication additive qui tienne compte de l’usage du prototype et de contraintes telles le coût, les délais, la précision, etc.

Rôle d'un prototype dans le cadre du développement d'un produit. Procédés de fabrication additive classés selon la norme en vigueur. Équipements, matériaux, coûts reliés à l'utilisation. Considérations informatiques : transfert de données et formats de fichiers, logiciels spécialisés et normes en vigueur. Outillage rapide : accélération de la conception et de la fabrication de l'outillage utilisé dans la mise en forme grâce aux procédés classiques : moulage par modèle perdu, moulage au sable, moulage par injection, injection plastique, moulage par transfert, lamination, etc.

Séances de laboratoire portant sur la veille technologique, la conception de règles guidant le choix d'un procédé

Il s’agit d’un cours d’introduction dans le domaine des technologies de fabrication additive (FA). La FA est une méthode de fabrication par ajout de matière de composants ou d’outillage en métal, en polymère, en céramique ou en composite directement à partir d’un fichier numérique et dans une forme presque-finale, ce qui augmente les performances, réduit les délais de commercialisation et diminue l’empreinte écologique.

Les objectifs spécifiques de ce cours visent l’acquisition des connaissances permettant la sélection de la technologie appropriée et l’utilisation efficace de la technologie par l’ingénieur-concepteur. Les étudiants ayant suivi le cours seront au fait des avantages et des limitations des technologies existantes de la FA et seront ainsi en mesure de contribuer au développement des nouveaux produits et des nouvelles technologies de la FA.

La matière du cours peut être regroupée en 3 parties principales :

CONCEPTION

Le changement de paradigme dans le développement de produit grâce à l’avènement de la FA. Les technologies les plus utilisées, leurs forces et limitations. Les matériaux disponibles et les applications courantes. Les systèmes commerciaux, leur comparaison. La normalisation (ASTM, ISO) et les aspects légaux.

Ingénierie inverse et reconstruction 3D. Création des fichiers de représentation géométrique (STL\FA) à partir de scans 3D (laser, rayons X) : exigences, problématiques, solutions.

MATÉRIAUX ET TECHNOLOGIES

Matériaux polymères, leur structure et propriétés. Aspects physico-chimiques de consolidation des polymères par fusion et leur impact sur les propriétés de service.

Matériaux céramiques, leur structure et propriétés. Aspects physico-chimiques de consolidation des céramiques par l’impression 3D et leur impact sur les propriétés de service.

Matériaux métalliques, leur structure et propriétés. Aspects métallurgiques de consolidation des poudres métalliques par frittage et fusion et leur impact sur la microstructure et les propriétés de service.

CONTRÔLE DE QUALITÉ

Métrologie industrielle, incluant le contrôle de défauts spécifiques à la fabrication additive.

Microstructure et les techniques principales d’analyse microstructurale.

Propriétés de service et les méthodes de leur évaluation.

Tout au long du cours, on montrera, par différentes études des cas, comme le développement d’un implant personnalisé ou d’une pièce d’avion, le potentiel des technologies de FA ainsi que les défis liés à sa réalisation.

• Enseignement magistral (13 X 3h = 39h) 
• Travaux pratiques et laboratoires (12 X 2h = 24h) dont :

Laboratoires (20h)

• Conception (6h) : a) Reconstruction géométrique à l’aide d’un scanneur laser 3D; b) conception d’un moule.
• Matériaux et technologies (8h) : Performance du procédé FDM; Impression du moule et son utilisation.
• Finition et contrôle de qualité (2h) : Analyse métrologique sur les pièces fabriquées.
• Démonstration des technologies de FA (4h) : selective laser sintering (SLS), continious filament fabrication (CFF) et stereolithography (STL).

Travaux pratiques et contrôle de connaissances (4h) :

• a) travail supervisé sur les projets de session (2h); b) examen Intra (2h);

Chaque étudiant doit consacrer environ 3h/semaine de travail personnel pour réviser la théorie, rédiger les rapports de travaux dirigés, acquérir les connaissances requises et préparer les rapports des laboratoires.

Contenu des cours magistraux

• Logiciels de conception assistée par ordinateur (CATIA)
• Logiciels AM : Ultimaker Cura
• Logiciel scan 3D

5% de pénalité pour chaque jour de retard.

Il n’y a pas de référence obligatoire.

N/A

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MEC627 - Calendrier du cours – Automne 2023

COURS: Mercredi 13h30-17h00 (B-4416); LABO: Lundi 13h30-15h30 (A-1222, A-2172, B-3420)

Présence aux séances de laboratoires est obligatoire (toute absence doit être justifiée)