Cellule robotisée de dépose automatisée de fibres AFP

La prestation comprend la fourniture d’une cellule industrielle robotisée de dépose automatisée de fibres, ses accessoires et l’environnement logiciel nécessaire, ainsi que les études, la fabrication, les essais en atelier, le transport, l’installation, les raccordements, la mise en service et la formation. L’équipement est destiné à la fabrication de préformes composites et à l’étude des interactions entre procédé, défauts et performances, dans un cadre pédagogique et de recherche.

Architecture et procédé

La cellule est carénée, sécurisée et instrumentée. Elle comprend un robot industriel à 6 axes, une architecture gérant au moins deux axes externes synchronisés et un positionneur motorisé intégré. La zone utile de dépose est d’au moins 1 000 × 500 mm. L’emprise maximale spécifiée est de 3 000 × 2 700 mm en fonctionnement et de 3 000 × 3 000 mm en préparation et maintenance ; un plan coté indique les dégagements nécessaires.

Le procédé mono-bande/mono-fibre doit traiter des composites thermodurcissables, thermoplastiques et des tapes secs stabilisés. Les bandes ont une largeur courante allant jusqu’à environ 15 mm ; le cadre de réponse demande une capacité maximale de dépose d’au moins 12,7 mm. La tête associe un chauffage radiant infrarouge pour la dépose standard et un chauffage localisé par air chaud pouvant atteindre au moins 300 °C pour les thermoplastiques. Aucune source laser n’est admise. Le système permet de régler et d’acquérir les paramètres de dépose, notamment température ou puissance de chauffe, vitesse, effort de compaction et tension de bande.

• Écart maximal entre bandes : 0 / +2 mm ; précision de coupe et de réacheminement : ±2 mm ou meilleure.
• Plateau chauffant piloté par la cellule, d’au moins 500 × 500 mm et atteignant au moins 120 °C ; rouleau de compaction refroidi et refroidissement en boucle fermée pour la dépose thermoplastique.
• Cantre avec alimentation contrôlée, régulation de tension et récupération du film séparateur si nécessaire ; bobines industrielles usuelles, notamment mandrin 3 pouces, masse admissible d’au moins 4 kg, avec mesure ou estimation du diamètre.

Pilotage, logiciels et données

Le prix de base inclut l’environnement de programmation hors ligne pour définir des plans de drapage sur surfaces planes ou 3D, simuler les mouvements et générer des programmes exploitables par la cellule. Il comprend une licence compatible avec la solution, un environnement de programmation visuelle de type Grasshopper et le plug-in AFP associé de type XLay ou équivalent. La licence est acquise en une fois, utilisable durablement dans la version livrée, sans abonnement ni redevance annuelle obligatoire, et utilisable jusqu’à quatre postes simultanément. L’ordinateur de pilotage est inclus s’il est nécessaire.

La cellule comprend un automate industriel, une fonction de monitoring et une interface ouverte de type OPC UA. Les données de procédé doivent pouvoir être associées au programme robot et à la trajectoire, journalisées et exportées dans un format exploitable, notamment OPC UA ou MQTT, sans abonnement supplémentaire obligatoire. La documentation précise, pour chaque variable accessible, s’il s’agit d’une consigne, d’une mesure ou d’une valeur calculée/estimée, son unité, sa fréquence d’acquisition et son mode d’accès. Les variables comprennent notamment position et orientation du robot, vitesses, chauffe, compaction, tension de bande, informations de bobine, états, alarmes et événements.

Installation, réception et formation

L’ENSAM prépare le site, fournit les plans et met à disposition les alimentations électriques, pneumatiques et le réseau à proximité de la cellule. Le titulaire réalise les études, la fabrication, les essais en atelier, le transport, le déchargement, la manutention interne, l’implantation, les raccordements finaux, les dispositifs de sécurité, les essais fonctionnels et vérifications réglementaires. Il évacue et traite les déchets occasionnés par l’installation. Le personnel intervenant dispose des qualifications et habilitations adaptées ; un plan de prévention est établi avant intervention et les fiches techniques et fiches de données de sécurité à jour sont fournies en cas d’utilisation de produits chimiques.

Le titulaire inclut le contrôle de conformité par un organisme extérieur après installation, la déclaration de conformité et le marquage CE. La réception vérifie au minimum les fonctions de sécurité, le robot et son positionneur synchronisé, le cantre, la programmation hors ligne, la dépose AFP, le chauffage/refroidissement et l’accès aux données. Une pièce ou préforme représentative est réalisée sur site. Le dossier technique numérique, en français, comprend notamment les manuels d’utilisation, d’installation, de programmation et de maintenance, les schémas électriques et pneumatiques, la nomenclature des composants et pièces d’usure, la documentation des équipements et des variables, les fichiers 3D de la machine et le plan d’implantation.

La formation s’adresse aux enseignants, enseignants-chercheurs, ingénieurs et techniciens ; elle peut accueillir au maximum quatre personnes. Elle couvre sécurité, prise en main, préparation et chargement de matière, programmation hors ligne, réglages AFP, réalisation d’une dépose représentative, exploitation des données, maintenance courante et diagnostic. Les attestations sont remises au service RH.

Consommables, garantie et évolutions

Le titulaire fournit les matières premières, consommables et outillages nécessaires à la mise en service, aux essais de réception et aux journées de formation. Un lot de démarrage distinct, non consommé lors de ces opérations, comprend au minimum des tapes compatibles, dont un composite thermoplastique compatible avec le chauffage, et les consommables courants de la tête ; nature, dimensions et quantités sont précisées dans l’offre.

La cellule bénéficie d’une garantie de 12 mois ; les garanties constructeur supérieures, notamment celle du robot, sont transférées à l’ENSAM. Le titulaire fournit un plan de maintenance préventive, identifie les opérations de premier niveau réalisables par le personnel du campus et les présente en formation. Une proposition obligatoire de contrat de maintenance post-garantie sur 3 ans est chiffrée séparément ; sa souscription reste éventuelle et ne conditionne ni le fonctionnement de la cellule ni l’accès aux logiciels, aux données ou aux fonctionnalités acquises. L’assistance à distance et les modalités d’intervention sur site sont précisées dans l’offre.

La proposition obligatoire comprend également un changeur automatique d’outils. Les options facultatives portent sur une tête d’extrusion thermoplastique pour fabrication additive robotisée 3D à partir de filament et/ou de granulés, le logiciel de génération de trajectoires 3D et non planaires, des outils de découpe/détourage/réparation et un système d’inspection en ligne de la qualité de dépose. Ces équipements complémentaires ne font pas partie du besoin de base.