Développement d'une cellule robotisée pour l'impression de circuits électroniques sur la surface d'objets 3D et applications industrielles

The objective of this thesis is the development of a 6-axis robotic cell allowing the printing of electronic circuits on the surface of freeform objects and adapted to the prototyping and small series production of 3D objects integrating surface electronics.The manufacturing method proposed, from design to printing with a phase of scanning, mesh construction, circuit projection and speed analysis, is very useful for prototyping and small series applications where it is necessary to frequently change the substrate and the dimensions of the 3D object.An off-line programming approach allowing the printing of conductive trajectories on 3D objects and the automatic generation of the trajectory and the printing robot program has been developed. And a methodology to predict the circuit morphology by adapting the projection parameters according to the trajectory and the speed of the 6-axis robot has been proposed.A dedicated interface to manage the complete process has also been developed to control the printing process making it possible for people who are not experts in robotics to use the cell because its use does not require programming, the programs being generated automatically.Finally, prototypes were presented.L’objectif de cette thèse est le développement d'une cellule robotisée 6 axes permettant l'impression de circuits électroniques à la surface d'objets de forme quelconque et adaptée au prototypage et à la production en petite série d'objets 3D intégrant de l'électronique de surface.La méthode de fabrication proposée se divise en plusieurs phases : une phase de numérisation, une phase de construction du maillage, une phase de projection de circuits, une phase d'analyse de la vitesse et une phase d’impression. Ce processus est flexible et très utile pour les applications de prototypage et de petites séries pour lesquelles il est nécessaire de changer fréquemment le substrat et les dimensions de l'objet 3D.Une approche de programmation hors ligne permettant l'impression de trajectoires conductrices sur des objets 3D et la génération automatique de la trajectoire et du programme robot d'impression a été développée. Et une méthodologie pour prédire la morphologie du circuit en adaptant les paramètres de projection en fonction de la trajectoire et de la vitesse du robot 6 axes a été proposée.Une interface dédiée qui permet de gérer le processus complet a également été développée pour gérer le processus d'impression rendant ainsi possible l'utilisation de la cellule par des personnes qui ne sont pas des experts en robotique car son utilisation ne nécessite pas de programmation, les programmes étant générés automatiquement.Enfin, des prototypes ont été présentés