Caractérisation et modélisation des performances de la fabrication additive par arc-fil en contexte incertain

La fabrication additive par arc fil intégrée (WAAM) avec la technologie Cold Metal Transfert (CMT) est très utilisée pour la fabrication de pièces de grandes dimensions grâce à son taux de dépôt élevé. La fabrication de pièces nécessite de superposer un grand nombre de cordons, une bonne maitrise de la géométrie de la pièce finale passe par celle de chaque cordon et de la distance de décalage entre les cordons. Ce procédé met en jeux des phénomènes multi-physiques complexes et intègre des boucles de régulation des paramètres soumis à un ensemble d’aléas produisant des fluctuations de forme des cordons. Dans ce contexte une meilleure maitrise des irrégularités passe par la quantification des incertitudes des paramètres d’entrée et l’évaluation de leurs effets notamment sur la géométrie des cordons déposés. Ce travail développe un modèle basé sur un ensemble de mesures des paramètres et de la géométrie des cordons à partir d’un large plan d’expériences. Les profils des cordons sont modélisés à l'aide d'une fonction polynomiale dont les coefficients sont des distributions modélisées à l'aide d'un modèle de mélange Gaussien. On peut ainsi générer des profils de cordons statistiquement semblables aux expériences par échantillonnage de Monte-Carlo en fonction des paramètres procédés. Cette méthodologie est mise en œuvre pour prédire la distance de décalage entre deux cordons qui se recouvrent. Le travail montre l'importance de la modélisation de l'incertitude car le modèle développé est significativement différent des approches déterministes existantes.