Predictive model for environmental impact assessment in additive manufacturing processes, metallic powder projection application
Modélisation de la performance environnementale des procédés de fabrication par ajout de matière Application à la projection de poudres métalliques
Résumé
Additive manufacturing is an innovative process to produce mechanical parts. However, it generates environmental impacts are still unknown. To ensure the development of manufacturing processes by adding material, it is important to develop the concept of DFSAM (Design for Sustainable Additive Manufacturing). Indeed, one of the objectives of sustainable manufacturing is to minimize the total flow consumed (electricity, material, fluids...) during production step. For this it is interesting to propose a predictive model of consumption in the integrated design loop, allowing to assess the environmental
impact of a product during its manufacture.
The work of this thesis focuses on the modeling and assessment of environmental impacts of these processes and more specifically for powder projecting technology. This work helped to establish a new methodology of the environmental performance of the set part-process based on the whole impacts sourcesrelated to the manufacturing process. The methodology developed is increasingly interested in all the stages necessary for the production of a mechanical part (raw
material production to the finishing step).
This manuscript is divided into five chapters that can present the general context of the study, the state of the art, the methodology developed, an application of the methodology to projecting powders manufacturing process and the computer tool developed during this thesis. The last chapter is devoted to the conclusion on the contributions of this work and provides research perspectives.
La fabrication additive est un procédé innovant permettant de produire des pièces mécaniques. Néanmoins, les impacts environnementaux qu'il génère sont encore méconnus. Pour assurer le développement des procédés de fabrication par ajout de matière, il est important de développer le concept de DFSAM (Design for Sustainable Additive Manufacturing). En effet, un
des objectifs de la fabrication durable est de minimiser l'ensemble des flux consommés (électricité, matière, fluides, …) lors de l'étape de réalisation. Pour cela il est intéressant de proposer un modèle prédictif de consommation intégré dans la boucle de conception, permettant d'évaluer l'impact environnemental d'un produit lors de sa fabrication.
Les travaux de cette thèse porte sur la modélisation et l’évaluation des impacts environnementaux de ces procédés et plus précisément à la technologie de projection de poudres. Ces travaux ont permis de mettre en place une nouvelle méthodologie d’évaluation de la performance environnementale du couple pièce-procédé basée sur l’ensemble de sources d’impacts liés au
procédé de fabrication. La méthodologie développée s’intéresse de plus à l’ensemble des étapes nécessaires à la production d’une pièce mécanique (de mise en oeuvre de la matière brute jusqu’à la phase de finition).
Ce manuscrit est divisé en cinq chapitres qui permettent de présenter le contexte général de l’étude, l’état de l’art, la méthodologie d’évaluation, l’application sur le procédé de fabrication par projection de poudres et l’outil informatique développé durant ces travaux de thèse. Le dernier chapitre se consacre à la conclusion sur les apports de ces travaux et propose des perspectives de recherches.
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Manuscrit final - Florent Le Bourhis - Light.pdf (20.78 Mo)
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