Samtech: optimisation topologique pour production 3D

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Par · 07/10/2015

Aujourd’hui entité du groupe Siemens, Samtech plonge ses origines dans les recherches du laboratoire d’Aérospatial et mécanique de l’ULg. Une université avec laquelle elle continue d’entretenir plus que de bonnes relations puisque les liens de collaboration en R&D perdurent, notamment sur des problématiques d’optimisation topologique, d’analyse de structures ou de simulation de processus. En ce compris dans le domaine de la fabrication additive qui nous occupe ici.

Au sein du groupe Siemens, et plus particulièrement le volet du groupe qui s’intéresse à l’usine du futur et à l’automatisation industrielle, Samtech conserve sa spécialisation en analyse, conception, modélisation et simulation de structures, avec des compétences plus spécifiques en aérospatial (avions, satellites, moteurs, lanceurs, capsules…).

A l’heure où ces secteurs s’intéressent de manière de plus en plus manifeste à la fabrication additive, en complément voire en remplacement de techniques traditionnelles, le logiciel Topol (optimisation topologique) de Samtech, l’un des modules de sa plate-forme Samcef (Système d’analyse des milieux continus par la méthode des éléments finis), trouve un nouveau champ d’implémentation… et de défis.

Optimisation topologique

Les méthodes d’optimisation topologique permettent de simuler et de calculer la meilleure topologie possible de pièces en fonction des contraintes (caractéristique des matériaux, formes, pressions, répartition de la matière…). Le logiciel Topol est donc un outil précieux pour l’analyse des schémas d’impression 3D, pour déterminer les meilleurs endroits d’une pièce ou d’une structure où retirer ou ajouter de la matière tout en lui conservant les caractéristiques qu’on veut lui donner: robustesse, flexibilité, résistance aux pressions ou charges…

Simulation de rotors avec l’outil Samcef

Il est toutefois des contraintes que le logiciel ne peut pas encore prendre en considération, telles que les phénomènes d’écoulement et les effets thermiques.

Elles devront encore faire l’objet de nouveaux travaux de R&D. Des recherches qui, aux yeux de Didier Granville, chief strategy officer chez Samtech, “pourraient donner lieu à de nouvelles thèses de doctorat afin d’être implémentées plus tard dans le logiciel.”

Selon lui, c’est en effet la recherche universitaire qui est la mieux placée pour s’attaquer à ce genre de problème encore inexploré. “Les universités travaillent traditionnellement sur des sujets dont le niveau de maturité est relativement bas, proches du concept et de la recherche de base. Un acteur comme Samtech intervient plus haut dans l’échelle de référence TRL (Technology Readiness Level), à savoir au stade du développement et de la démonstration d’une technologie.

C’est en conformité avec ce même schéma que Samtech opérera dans le cadre des projets de recherche Aero+ et Fasama subsidiés dans le cadre du Plan Marshall 4.0 (voir notre article dédié à divers projets de recherche initiés en ce mois d’octobre). “Nous travaillerons à améliorer la maturité de l’outil logiciel existant (Topol) et à l’industrialiser afin d’en faciliter la prise en main par l’utilisateur final. Dans sa mouture actuelle, le logiciel d’optimisation topologique est encore à un stade quasi universitaire.”

Autrement dit, seuls des “spécialistes pointus, conscients de son formalisme inhérent” sont en mesure, aujourd’hui, de l’utiliser.

“Le projet Aero+ nous amènera au stade de la démonstration industrielle”. Après cette phase de maturation du logiciel, il restera à le “packager” pour une commercialisation générale.