Méthodologie de conception et d'optimisation de mécanismes fabriqués par fabrication rapide

La fabrication rapide est un procédé de fabrication dont le marché est en expansion rapide. Ce procédé de fabrication présente de nouvelles possibilités de fabrication révolutionnaires, telle la possibilité de créer des formes plus complexes et la possibilité de fabriquer des pièces composées de plusieurs matériaux. De plus, avec les procédés de fabrication traditionnels, dits par enlèvement de matière, le facteur le plus important du coût de fabrication est la complexité de la pièce. En utilisant la fabrication rapide comme moyen de fabrication, le coût de fabrication est influencé principalement par le volume de la pièce, ce qui fait qu'ajouter de la complexité n'est pas un problème. Les méthodologies de conception utilisées auparavant aident le concepteur à créer des pièces simples à fabriquer avec des procédés par enlèvement de matière et donc de diminuer les coûts. Toutefois, aucune de ces méthodologies ne sont applicables à la fabrication rapide. Avec la fabrication rapide, il est préférable de guider le concepteur à ajouter de la complexité afin d'améliorer le produit. Ce mémoire vise à développer une méthodologie qui a pour objectif d'aider le concepteur à apporter des améliorations au produit et de l'aider à incorporer les avantages de la fabrication rapide dans son produit, ce qui n'existe pas dans la littérature actuelle. Pour ce faire, une analyse est faite des différentes méthodologies d'aide à la conception ainsi que de méthodologies reliées à la fabrication rapide afin de déterminer si certaines des approches utilisées par d'autres méthodologies sont applicables à la fabrication rapide. À la suite de ces observations, une méthodologie adaptée spécifiquement à la fabrication rapide est présentée. La méthodologie développée guide le concepteur à concevoir en termes de solutions optimales, non en termes de limitation, et à implémenter parallèlement des solutions pour consolider l'assemblage, prévenir les défaillances de l'assemblage et l'optimiser vers un but défini par le concepteur.

Abstract

Rapid manufacturing is a manufacturing processes of which the market is in rapid growth. This process presents revolutionary fabrication possibilities, such as the possibility to create complex shapes and multi-material parts. Furthermore, with traditional manufacturing process which function by materiel removal, the most important factor influencing the cost of a part is the complexity. With rapid manufacturing the manufacturing cost is influenced primarily by the volume of the piece, adding complexity is therefore not a problem. Older methodologies help the designer to create pieces that are easy to manufacture using traditional manufacturing processes and thus to diminish the manufacturing cost, although none of these methodologies are applicable to rapid manufacturing. With rapid manufacturing it is preferable to guide the designer into adding complexity in order to improve the product. This thesis has for goal to develop a methodology which aims at helping the designer to bring ameliorations to his product and also to incorporate the advantages of rapid manufacturing in the product, which doesn't exist in the actual literature. To do so, an analysis of the different design methodologies and of methodologies related to rapid manufacturing is done in order to determine if some of the approaches used by these methodologies are also applicable to rapid manufacturing. Further on, from these observations a methodology adapted specifically for rapid manufacturing is presented. The proposed methodology guides the designer to conceive in terms of optimal solutions instead of in terms of limitation and to implement in parallel solutions to consolidate the assembly, prevent failures in the assembly and to optimize the assembly towards a user-defined goal. In order to verify that the methodology works