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Numérisation de formes : des applications adaptées aux métiers (07/07/1999)

La numérisation 3D se décline en nombre d'applications pour les études, la fabrication ou le contrôle de la qualité
Trois catégories d'applications ressortent des usages de la numérisation 3D chez les industriels.

Pourtant, il faut attirer l'attention sur le caractère particulier de chacune. La finalité ?artistique? d'une application (comme une figurine pour le cinéma) n'exige pas les mêmes contraintes en précision, en vitesse, en densité de points, donc les mêmes outils qu'une application industrielle comme la conception d'un outil d'emboutissage. Parfois, elles se combinent (usiner le moule d'un flacon), voire se cumulent (la conception d'un carénage de scooter).

Reconstruction de surfaces

La première catégorie consiste à produire le modèle numérique d'une forme qui n'en possède pas encore. Soit parce qu'il s'agit d'une maquette, au stade de l'avant projet, soit parce que l'objet est antérieur à l'avènement des outils de définition numérique comme la CAO, soit parce que cette définition a été perdue, ou modifiée (par exemple dans le cas d'outillages) ou tout simplement non livrée par le donneur d'ordres.

L'intérêt est d'autant plus évident que la forme est gauche, donc difficile à reproduire directement par les outils de CAO. Le second intérêt réside dans l'accélération des processus : ainsi, le nuage de points peut servir à créer rapidement un modèle maillé, au service d'une simulation d'aérodynamique ou de mise en forme par exemple.

Pour Yvon Gallet, PDG du bureau d'études Initial (Seynod), les résultats sont édifiants : les outils de reconstruction de surfaces, terme consacré à l'acquisition des points et à leur transformation en surfaces, font gagner 50 % du temps sur un projet de conception classique.

Production

  Le deuxième type d'application s'appuie directement sur le nuage de points pour usiner ou produire un nouvel objet par exemple en stéréolithographie : soit pour obtenir un prototype dans une nouvelle matière ou à une échelle différente, soit pour réaliser l'empreinte de l'outillage qui servira à produire l'objet.

« Les constructeurs d'automobiles sont friands de cette capacité de reproduction pour dupliquer très rapidement un moyen de production quand le besoin s'en fait sentir », indique Bernard Parrenin, responsable d'Imageware France, éditeur d'un des logiciels les mieux placés pour adresser toutes les applications de numérisation 3D. De plus en plus, les utilisateurs cherchent à s'affranchir de l'étape de reconstruction de surfaces par CAO, longue et difficile.

Autre fonction utile, démontrée par Delcam ou Vision Numeric : ?enrouler? un bas-relief sur une forme gauche par le biais du nuage de points.

Comparaison et contrôle

  Enfin, troisième catégorie d'application : comparer. Une comparaison qui dépasse le seul cadre du contrôle final d'une pièce avec son modèle numérique. Plus souple que les traditionnels moyens de contrôle, la comparaison s'intègre mieux dans le processus de production. Par exemple lors de la montée en cadence de lignes de production (on prélève un article dans le début de série et on compare sa géométrie avec le modèle théorique).

Pour la mise au point d'outillages d'emboutissage, on cherche à corréler la forme de la tôle emboutie avec celle du poinçon, en analysant les déplacements de matière, les géométries respectives de la pièce et du poinçon.

On peut aussi comparer deux nuages de points d'une même pièce à deux états différents (après un traitement thermique, sous charg...). Ainsi, Neyrpic calcule quelle position doivent occuper ses turbines Pelton dans le brut de fonte pour tenir compte des imperfections qui s'y trouvent, rapporte Bernard Parrenin. C'est ainsi que Boeing ne stockerait plus les maîtres modèles des composants de ses avions au profit d'un stockage numérique après une numérisation 3D. Il existe aussi un autre mode de classification se basant sur les secteurs industriels, très demandeurs de ces techniques, tels que l'automobile, les biens de consommation, le médical, l'habillement, la bijouterie, ou l'ingénierie... !

Philippe Beaufils

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