Le département innovation de MECASEM en partenariat avec l’INSA – l’ECPM et Alsace Tech

Dans le cadre de son projet « Alsatech 4.0 », MECASEM a confié une étude  de R&D menée dans le domaine de la fabrication additive aux étudiants de deux  grandes écoles strasbourgeoises :

  • L’INSA – Projet OARA (Opération d’aide à la réalisation d’avant-projet)
  • L’ECPM – Mission Industrielle

Ces dispositifs  élèves/entreprises permettent d’associer les compétences complémentaires de chaque structures. Ils sont intégrés dans les cursus des étudiants. Ils donnent la possibilité  aux élèves de travailler dans des projets de R&D d’une entreprise et font l’objet d’un mémoire.
Les étudiantes de l’INSA ont apporté leur expertise de plasturgiste, les étudiants de l’ECPM leur expertise de polyméristes. Le projet portait sur l’étude comparative du comportement de poudres utilisées en impression 3D, à différents cycles de fabrication afin d’optimiser leur process d’utilisation.

AlsaceTech – Projet de digitalisation des rapports

Mecasem réalise des prestations d’essais fortement personnalisées, avec pour livrables des documents techniques, rapports d’essais. Ces documents intègrent des données, courbes issus des bancs de mesure et de nombreuses photos. Ses processus de réalisation sont structurés par les échanges avec le client, la production documentaire, les contraintes imposées par les normes et certifications réglementaires.

Les cahiers des charges clients comportent une liste de normes et certifications à respecter. Le chiffrage des prestations et la définition des modes opératoires de réalisation des prestations nécessite donc un lourd travail de consultation des normes et règlementations.

Le projet répond à deux enjeux :

Simplifier, fluidifier, structurer, organiser la production des rapports :

  • Permettre aux techniciens et ingénieurs de gagner en productivité sur la production documentaire et se consacrer à leur valeur ajoutée sur l’ingénierie des essais.
  • Mettre en forme le dossier d’essais en vue de sa validation et signature électronique par le responsable des essais, sa mise à disposition du client dans son espace dédié.

Capitaliser l’expérience :

  • Gagner en productivité dans le chiffrage des prestations
  • Gagner en productivité dans la préparation des essais
  • Valoriser le savoir-faire de l’entreprise.

L’objectif est de permettre à l’entreprise de gagner en compétitivité, agilité, fidélisation client en l’outillant sur les processus documentaires pour assurer des prestations hautement personnalisées à forte valeur ajoutée avec des délais et marges maitrisés et une qualité constante.

Les étudiants sont partis de l’expression de nos besoins et ont apporté au projet leur vision nouvelle, jeune, multidisciplinaire, neutre et désintéressée.  Ils ont développé une première version opérationnelle d’une solution, ouverte, développée avec des outils qui nous permettraient d’apporter des modifications.
Ce développement va nous permettre de faire une première expérience dans la digitalisation de nos processus et de maturer notre démarche.

AlsaceTech – Projet Fab additive en polymère :  optimisation du cycle de fabrication

Les activités d’essais et de métrologie sont cadrées des normes et certifications limitant l’innovation. La fabrication additive, de par les nouvelles possibilités qu’elle offre et sa capacité à rendre unique chaque pièce produite, engendre de nouveaux enjeux sur la validation de produits industriels, sources d’innovations dans les métiers de Mecasem. Certains de ses clients, notamment dans l’aéronautique et l’automobile adoptent ces technologies et tendent vers la production commerciale de celles-ci.

Mecasem a lancé un programme d’innovation sur la fabrication additive articulée en 2 axes :

  • La fabrication additive en polymère, en ciblant les pièces techniques, notamment d’outillage.
    MECASEM dispose d’une machine SLS Prodways P1000
  • Essais industriels, caractérisation matière et métrologie géométrique

 

MECASEM a pour ambition d’étendre son offre aux pièces fabriquées additivement dans le but de générer des données techniques pertinentes, fiables et répétitives permettant d’alimenter les plans d’expériences de tels procédés afin les accompagner vers des usages plus exigeants tels que le tooling et la fabrication en série.

Pour en savoir plus sur la fabrication additive.

Enjeux du projet :

La fabrication additive, le pilotage d’une imprimante 3D nécessite une courbe d’apprentissage afin de maitriser les caractéristiques mécaniques des pièces et obtenir une qualité géométrique suffisante pour des pièces techniques, s’assemblant ou fonctionnant avec d’autres pièces de bonne précision.

 

La technologie de fabrication employée avec la machine Prodways 1000 et de type SLS, utilise une matière première sous forme de poudre dont une grande partie est perdue lors du processus de fabrication. Pour que le procédé soit viable il est impératif d’optimiser la réutilisation (recyclage) de la poudre non frittée dans les productions suivantes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L’objectif du projet se décompose en deux axes principaux :

  • Définir des plans d’expérience.
  • Les réaliser afin de caractériser les spécifications dimensionnelles, géométriques, fonctionnelles des pièces d’essais, caractériser le comportement de la poudre au à différents stades de recyclage.

AlsaceTech a permis de regrouper les compétences de plasturgistes (INSA) et polyméristes (ECPM) sur notre demande. Nous avons effectué des fabrications d’éprouvettes qui ont été analysée du point de vue géométrie et des caractéristiques mécaniques. Les poudres prélevées dans les lots de fabrication ont été analysés. 

Nous avons à présent des premières règles de fabrication qui nous permettent de mieux maitriser la géométrie des pièces fabriquées, et une connaissance de la variation des caractéristiques mécaniques selon le cycle d’utilisation des poudres. Nous avons une description du processus de dégradation des poudres au fil des cycles d’utilisation, et selon la proximité des pièces frittées. Nous avons une règle de récupération des poudre et une proposition de processus simple et peu couteux de vérification du degré de dégradation d’une poudre, et de son utilisabilité.

AlsaceTech a analysé nos besoins, a recherché les compétences, a assuré l’intermédiation avec les écoles afin que nous ayons juste à nous focaliser sur les projets avec les étudiants et leurs tuteurs enseignants.