CCTP Cahier des charges SLM V7 20140731

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE
DES MINES D’ALBI CARMAUX
CAHIER DES CLAUSES TECHNIQUES PARTICULIÈRES
(CCTP)
FOURNITURE, LIVRAISON, INSTALLATION ET MISE EN
SERVICE D’UNE MACHINE DE FABRICATION ADDITIVE
Marché passé selon une procédure dʼappel dʼoffres
conformément aux articles 33, 57 à 59 du Code des Marchés Publics
Référence de la consultation : 2014-014
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SOMMAIRE
1. GENERALITES ........................................................................................................................................... 3 2. CARACTERISTIQUES DE LA MACHINE DE FABRICATION ADDITIVE ...................................... 3 2.1. GÉNÉRALITÉS ............................................................................................................................................ 3 2.2. DIMENSIONS / POIDS / MODE DE FIXATION / CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES DE L’EMPLACEMENT 4 2.3. ENERGIE / RACCORDEMENTS ................................................................................................................... 4 2.4. MODULE LASER ........................................................................................................................................ 4 2.5. MODULE DE COMMANDE ET DE PUISSANCE ............................................................................................. 5 2.6. MODULE DE MISE EN COUCHE ET DE COMPACTAGE DES POUDRES ......................................................... 5 2.7. MODULE D'ALIMENTATION DES POUDRES .............................................................................................. 5 2.8. MODULE DE FABRICATION ....................................................................................................................... 5 2.9. ENCEINTE DE FABRICATION ..................................................................................................................... 6 2.10. INSTRUMENTATION / CONTRÔLE QUALITÉ ET CONTRÔLE DU PROCÉDÉ ............................................ 6 2.11. ERGONOMIE ............................................................................................................................................ 6 2.12. MODULE IHM (INTERFACE HOMME MACHINE) .................................................................................. 7 2.13. LOGICIEL ................................................................................................................................................. 7 3. OPTIONS ..................................................................................................................................................... 7 3.1. CONTRAT DE MAINTENANCE .................................................................................................................... 7 3.2. AUTRES OPTIONS ...................................................................................................................................... 7 4. LIVRAISON, INSTALLATION, MISE EN SERVICE ............................................................................. 8 5. FORMATION DES UTILISATEURS ....................................................................................................... 8 6. GARANTIE ET MAINTENANCE ............................................................................................................. 9 7. SPECIFICATIONS SÉCURITÉ/HYGIÈNE/ENVIRONNEMENT ....................................................... 9 7.1. CONFORMITÉ ET RÉFÉRENCES AUX NORMES ........................................................................................... 9 8. INSTALLATION ET CONDITIONS D’INTERVENTION DU FOURNISSEUR .............................. 10 9. DOCUMENTATION ................................................................................................................................ 10 Ecole des Mines d’Albi-Carmaux – Campus Jarlard – 81013 ALBI Cedex 09
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1. GENERALITES
Le présent cahier des charges concerne la fourniture, la livraison, l’installation, la mise
en service ainsi que la formation à l’utilisation d’une machine de fabrication additive.
Cet équipement sera utilisé pour des activités sur différents matériaux métalliques
(notamment: aciers, fontes, alliages de titane, de magnésium, d’aluminium, superalliages à
base nickel ou à base cobalt, …), des matériaux hétérogènes comme des céramiques et des
composites à matrice métalliques, des multi-matériaux. Une machine également capable
d’élaborer des matériaux polymères serait un plus. Il sera utilisé à des fins de recherches
scientifiques, techniques et technologiques et il doit être conforme au présent CCTP.
Les travaux qui seront réalisés sur cet équipement s’inscriront dans les domaines de
l’optimisation et du contrôle des procédés en relation avec le comportement et la durée de vie
des matériaux (à l’échelle d’éprouvettes et de pièces), de l’étude des interactions laser/matière
(notamment au plan thermomécanique). Il sera adapté à la fabrication de pièces en petites
séries. En cohérence avec les activités et le projet de l’Institut Clément Ader, les travaux de
recherche concerneront tout particulièrement les secteurs de l’aéronautique et de l’espace mais
aussi ceux des transports terrestres.
La complexité / robustesse de la machine devra être compatible avec une utilisation en
libre service (au moins partiellement) par des personnels de l’institut (chercheurs / ingénieurs /
techniciens / doctorants) préalablement formés. L’équipement sera installé au sein de la
Plateforme de Recherche et d’Innovation MIMAUSA (Mise en Oeuvre de Matériaux pour
l’Aéronautique et Surveillance Active) qui est labellisée par le pôle de compétitivité
Aerospace Valley.
2. CARACTERISTIQUES DE LA MACHINE DE FABRICATION ADDITIVE
2.1. Généralités
D’un point de vue général, ce cahier des charges a été établi en vue de l’acquisition
d’une machine de fabrication additive par Fusion Laser de Poudres avec les caractéristiques
générales suivantes :
- système paramétrable permettant de mener des recherches scientifiques, techniques et
technologiques de la fabrication directe , notamment via la métallurgie des poudres,
- système industriel de production adapté pour la fabrication en petite série de
composants mécaniques fonctionnels et de formes complexes,
- système à ergonomie avancée,
- système standard intègrant toutes les fonctions permettant d'adapter une combinaison
de paramètres de réglage afin d’utiliser des poudres de natures et de granulométries
variables,
- système permettant de choisir et/ou d’imposer une stratégie de lasage maitrisée,
- système permettant la fabrication de pièces d’une taille minimale de 175mm dans la
plus grande dimension, idéalement de 175x175x175 mm3,
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-
une machine évolutive susceptible de pouvoir intégrer ultérieurement des compléments
d’équipements au système de base qui sera acquis dans le cadre du présent CCTP sera
un plus.
2.2. Dimensions / Poids / Mode de fixation / Caractéristiques générales de
l’emplacement
L’offre précisera notamment :
-
les dimensions, le poids et le mode de fixation de la machine ainsi que les
spécifications nécessaires pour son installation (dont les dimensions de l’emplacement
nécessaire) et sa fixation,
Les caractéristiques générales d’environnement comme la température de travail, la
température de stockage, le pourcentage d’humidité, le taux de renouvellement air
neuf, etc
2.3. Energie / Raccordements
L’offre précisera notamment :
-
l’ensemble des formes d’énergie nécessaires au fonctionnement de l’équipement. Pour
chaque forme d’énergie, les caractéristiques précises nécessaires au fonctionnement de
l’équipement seront détaillées (puissance, pression, débits, …).
l’ensemble des raccordements nécessaires et leurs caractéristiques (branchements
électriques, branchements gaz, branchements pneumatiques, branchements réseaux,
…).
si une sécurisation de l’alimentation électrique par onduleur est intégrée ou nécessaire
pour tout ou partie de l’équipement. Si la protection par onduleur est optionnelle, le
coût de l’option devra être précisé dans l’offre.
2.4. Module Laser
L’offre précisera notamment :
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•
le type de laser
la classe de laser
la capacité à changer le type de laser
la capacité à faire un “upgrade” de la source laser
le mode de fonctionnement du laser : pulsé (si oui préciser la durée du pulse : ms, µs,
ps) ou continu
la capacité à installer une seconde source de laser
les caractéristiques précises de longueurs d’onde du laser
la puissance du laser. Les puissances souhaitées concernent la plage 200-500W.
le type et les caractéristiques détaillées du système de déviation et de pilotage du laser
(réglage de la vitesse de balayage, …)
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le type et les caractéristiques détaillées du système optique et de focalisation du laser
(taille de spot focalisé et non focalisé, etc …)
les stratégies de balayage (scanning) possibles (technique, vitesse, etc …)
l’ouverture du système de pilotage du système laser.
2.5. Module de commande et de puissance
L’offre précisera notamment :
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•
•
•
le type d’interface proposée pour la commande et le pilotage (monitoring) du système
le protocole d’accès réseau
le type de pilotage du système
les systèmes de chauffage ou pré-chauffage des plateaux fournis ou pouvant être
intégrés
les systèmes de refroidissement des plateaux fournis ou pouvant être intégrés
2.6. Module de mise en couche et de compactage des poudres
L’offre précisera notamment :
•
•
•
le type de dépose et d’étalement ainsi que le mode de compactage des poudres (pour
les différentes classes granulométriques)
les limites des tailles de poudre pouvant être utilisées et l’épaisseur des couches à laser,
le cycle de mise en couche (paramètrage) en fonction du matériau et de l’épaisseur de
la couche souhaitée.
2.7. Module d'alimentation des poudres
L’offre précisera notamment :
•
•
•
•
le volume minimal utilisable
la capacité maximale du module
les charges minimales et maximales possibles
le mode de remplissage du module (automatique ou manuel, horizontal ou vertical, …)
2.8. Module de fabrication
Il est rappelé que le système permettra la fabrication de pièces d’une taille minimale de
175 mm dans la plus grande dimension, idéalement de 175x175x175mm3
L’offre précisera notamment :
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la capacité en volume (mini et maxi) de la pièce fabriquée
la précision sur le positionnement
la répétabilité (x,y,z en mm)
le niveau de détail géométrique réalisable en fonction du matériau
le niveau d’état de surface réalisable en fonction du matériau
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2.9. Enceinte de fabrication
L’offre précisera notamment :
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•
•
la température maximale de l’enceinte, son mode de régulation et les caractéristiques
du mode de régulation thermique (précision, ...).
les types d’atmosphère possibles :
o vide, gaz neutre, air, …
o balayage et/ou système fermé.
la consommation de gaz neutre pour les différentes étapes d’un cycle de fabrication et
les spécifications / caractéristiques du système d’alimentation en gaz (débits, pression,
…).
2.10. Instrumentation / Contrôle qualité et Contrôle du procédé
L’offre précisera notamment :
•
•
la possibilité d’intégrer des systèmes de caméras thermiques ou optiques permettant de
réaliser des mesures (thermiques, dimensionnelles) in-situ lors de la fabrication de la
pièce. Une importance particulière sera accordée aux capacités et à l’accessibilité de la
machine permettant d’y intégrer une instrumentation multi-capteurs à usage
scientifique (volume de l’enceinte, fenêtre(s) de visée, plusieurs passages étanches
pour entrées/sorties de signaux électriques, etc, …),
si des dispositifs sont déjà présents pour permettre un contrôle de qualité et/ou un
contrôle du procédé. Il sera précisé si ces dispositifs sont amovibles et s’ils peuvent
être monitorés.
2.11. Ergonomie
L’offre précisera notamment :
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•
•
•
•
•
•
le mode de chargement et de déchargement du plateau de fabrication (nécessité de
procéder ou non à l’ouverture de l’enceinte thermique pour décharger la pièce, l’usage
d’une boite à gant, d’un sas de transfert, autres …).
la capacité à visualiser le processus de fabrication en cours.
la hauteur du plan de travail.
la capacité d’évolution du plateau (par exemple en fonction de la taille de la pièce)
le mode de recyclage de la poudre (automatique ou manuel, protocole (tamisage, …),
caractéristiques granulométriques des poudres recyclées, …)
le mode, la durée et le nombre des personnes nécessaires pour le nettoyage (opérations
à réaliser afin de procéder à un changement du type de poudre, etc … ) de la machine
(automatique ou manuel, protocole,…) en vue d’un changement de poudre sans
contamination par la poudre utilisée précédement.
le respect des normes en vigueur concernant l’exposition des opérateurs aux poudres,
notamment lors des opérations de chargement et déchargement.
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2.12. Module IHM (Interface Homme Machine)
L’offre précisera de manière détaillée l’ergonomie, la conception et les performances du
module IHM. Si le module est en plusieurs parties (couplé à la machine, déporté de la
machine, …), une description détaillée de chaque partie sera donnée.
Il est notamment attendu des informations sur les aspects :
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•
préparation machine / chargement / démarrage du programme de fabrication –
déchargement.
test système.
contrôle et suivi de fabrication avec mise à disposition des données via le réseau
contrôle d’état machine
contrôle de la maintenance (diagnostic, contrôle entrées/sorties, mise à jour logiciel,
…)
configuration machine
gestion des accès et des sécurités
mode expert : programmation des paramètres de fabrication.
2.13. Logiciel
L’offre précisera notamment :
-
les formats de fichiers des modèles numériques qui peuvent être lus (en particulier
IGES, STEP, STL, etc… ) et écrits par l’équipement,
le degré de compatibilité du logiciel avec des fichiers de sortie aux formats CAO
générés par Catia® ou Solidworks®
comment l’équipement permet la génération des fichiers de commande de la machine à
partir des modèles géométriques surfaciques
de manière explicite et séparée le coût du logiciel de base et le coût des options ou
modules optionnels
la fréquence et le coût des mises à jour logicielles.
3. OPTIONS
3.1. Contrat de maintenance
L’offre précisera le coût et le contenu d’un contrat de maintenance incluant une visite de
contrôle annuelle pour une durée minimale de 2 ans.
3.2. Autres options
Comme indiqué précédement, l’objectif du présent CCTP est d’acquérir la base d'une
machine évolutive. Ainsi l’offre pourra contenir des options avec leurs caratéristiques
détaillées et chiffrées (poudres livrables (matériaux, granulométries, …) , modules techniques
optionnels, modules logiciels optionnels, etc .…).
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4. LIVRAISON, INSTALLATION, MISE EN SERVICE
L’installation, la mise en service, ainsi que les interventions ultérieures effectuées seront
réalisées dans le respect des procédures définies dans le décret 92-158 du 20 février 1992,
relatif aux travaux effectués dans un établissement par une entreprise extérieure.
D’autre part, les règles de sécurité propres à l’École des Mines d’Albi-Carmaux
s’appliquent au personnel du titulaire qui sera amené à y intervenir.
Les prestations de livraison, d’installation, de raccordement électrique et de mise en
service sur le site de la plateforme MIMAUSA (Halle Technologique Innoprod) de l’Ecole des
Mines d’Albi-Carmaux sont comprises dans le prix global de l’équipement. Elles devront être
détaillées dans la proposition et seront assurées en totalité par le titulaire. Ce dernier est réputé
connaître les contraintes liées à la livraison.
L’équipement sera directement raccordé à un disjoncteur de protection, situé dans une
armoire électrique du laboratoire. Ce disjoncteur sera fourni pour le raccordement. L’offre du
titulaire devra néanmoins préciser la référence du disjoncteur de protection (marque MerlinGerin) adapté à l’équipement. Pour le raccordement électrique, l’équipement devra
comprendre un jeu de câbles électriques d’une longueur minimum de 10 mètres.
Sur le site de la plateforme MIMAUSA (Halle Technologique Innoprod), l’Ecole des
Mines d’Albi-Carmaux dispose d’un local de type halle industrielle équipée d’un pont roulant
de 10 tonnes mais ne dispose pas de quai de déchargement. Un chariot élévateur est également
présent sur site.
L’offre du titulaire devra avoir une durée de validité de 120 jours et le délai de livraison
maximal à réception de la commande sera de 4 mois.
5. FORMATION DES UTILISATEURS
Le titulaire assurera la formation des utilisateurs. Le contenu de cette formation devra
être détaillé dans l’offre et sera au moins équivalent à :
Une première période de deux journées pour trois personnes à l’Ecole des Mines
d’Albi-Carmaux lors de la mise en service de l’appareil (hors installation).
• Une seconde période d’une journée pour trois personnes, au choix de
l’utilisateur, dans les six mois qui suivent la mise en service de l’appareil.
Sont attendus des éléments de formation sur les aspects suivants :
• principes de frittage laser de poudres
• processus de fabrication
• opérations de mise en service
• utilisation des modules logiciels
• opérations de contrôle en cours de fabrication
• opérations de fin de cycle de fabrication
• opérations de nettoyage et de changement des poudres
• opérations de maintenance de premier niveau
• sécurité
•
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Le prix de l’équipement englobe le coût de la formation et des frais de déplacement du
titulaire s’il y a lieu.
6. GARANTIE ET MAINTENANCE
Le candidat précisera dans son offre l’étendue et le délai de la garantie qu’il propose.
Cette garantie doit au minimum être équivalente à 12 mois.
Dans la mesure où des logiciels sont fournis par le titulaire, ce dernier s’engage à
informer l’Ecole des Mines d’Albi-Carmaux des éventuelles modifications, mises à jour ou
extensions du ou des logiciels et à en faire bénéficier gratuitement l’Ecole des Mines d’AlbiCarmaux pendant une durée d’au moins trois ans à compter de la date de mise en service de
l’appareil.
Le titulaire précisera et chiffrera un contrat de maintenance ou d’entretien préventif
annuel. Ce contrat débutera à la fin du délai de garantie, tel qu’indiqué dans l’acte
d’engagement.
7. SPECIFICATIONS SÉCURITÉ/HYGIÈNE/ENVIRONNEMENT
7.1. Conformité et références aux normes
Le titulaire devra fournir à l’École des Mines d’Albi Carmaux une déclaration CE de
conformité. L’équipement devra en particulier respecter les normes NF EN 292-1 et 2 relatives
à la sécurité générale et la norme NF EN 60-204-1 relative à l’équipement électrique de la
machine. Toute autre norme en vigueur et relative au type d’équipement fourni devra être
respectée.
Le titulaire devra préciser la nature des nuisances générées par la machine : niveaux
sonores émis, émission de polluants (COV, poussières, odeurs, …), champs magnétiques ou
électromagnétiques, vibrations… Le titulaire indiquera les mesures de préventions
complémentaires à mettre en oeuvre pour une utilisation satisfaisante de son équipement de
travail. Des conceptions basées sur des protections collectives seront privilégiées.
La machine sera impérativement dotée d’un arrêt d’urgence.
L’affichage des messages d’erreur relatifs à la sécurité devra être clair et en français.
Il sera précisé le niveau de conformité de l’équipement par rapport à l’ensemble des
dispositions de la directive machines et à ses amendements, ainsi qu’aux directives
européennes, aux normes harmonisées ainsi qu’aux normes et spécifications techniques
européennes et nationales suivantes :
- « Equipements de basse tension », 2006/95/CE.
- NF EN 60825-1 (Janvier 2008) : Sécurité des appareils à laser – Partie 1 : Classification des
matériels et exigences.
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- CEI 60825-14 (Février 2004) : Sécurité des appareils à laser – Partie 14 : Guide de
l’utilisateur.
- NF EN 60825-2 (Mai 2007) : Sécurité des appareils à laser – Partie 2 : Sécurité des systèmes
de télécommunication par fibres optiques.
- NF EN 60825-4 (Décembre 2008) : Sécurité des appareils à laser - Partie 4 : Barrières
lasers.
- NF EN ISO 11553-1 (Février 2009) : Sécurité des machines - Machines à laser –
Prescriptions de sécurité.
- NF EN 12254 (Mai 2010) : Écrans pour postes de travail au laser – Exigences et essais de
sécurité.
- NF EN 207 (Juin 2010) : Protection individuelle de l’œil – Filtres et protecteurs de
l’œil contre les rayonnements lasers (lunettes de protection laser).
- NF EN 208 (Février 2010) : Protection individuelle de l’œil – Lunettes de protection pour
les travaux de réglage sur les lasers et sur les systèmes lasers (lunettes de réglage laser).
La documentation fournie par les fabricants d’équipements lasers doit être conforme à la
norme NF EN ISO 11252 (machines à laser) ou NF EN 60825-1 (appareils à lasers). Elle doit
contenir des informations indispensables pour l’évaluation des risques, notamment les
caractéristiques et classe de l’équipement laser, les prescriptions d’utilisation et de sécurité
pour les opérateurs en conditions d’utilisation normale, les interventions autorisées à
l’utilisateur, les prescriptions d’interventions et de sécurité pour notamment les opérations de
maintenance.
L’offre précisera la conformité de la machine par rapport aux normes en vigueur concernant le
travail et la manipulation des poudres.
8. INSTALLATION ET CONDITIONS DʼINTERVENTION DU FOURNISSEUR
L’installation, la mise en service, ainsi que les interventions ultérieures effectuées seront
réalisées dans le respect des procédures définies dans le décret 92-158 du 20 février 1992,
relatif aux travaux effectués dans un établissement par une entreprise extérieure.
D’autre part, les règles de sécurité propres à l’École des Mines d’Albi-Carmaux
s’appliquent au personnel du titulaire qui sera amené à y intervenir.
9. DOCUMENTATION
Selon la réglementation, l’équipement sera livré avec une notice d’instructions complète
rédigée obligatoirement en langue française comprenant en particulier, conformément à la
norme NF EN 292-2, les indications relatives à l’équipement de travail, à sa mise en service, à
son environnement et à son utilisation ainsi que les indications nécessaires pour la
maintenance (plan de la machine, enceinte, moyen de chauffage, accessoires, schémas
d’installation électrique, etc.).
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Une note de calcul sera fournie pour justifier la section des câbles électriques à installer
pour alimenter la machine et ses périphériques. A défaut de pouvoir fournir une telle note de
calcul, l’ensemble des équipements fournis sera protégé par un système basé sur un ou
plusieurs disjoncteurs différentiels, système fourni et installé lors de la phase de livraison et de
mise en service de l’ensemble des équipements.
Une liste de références et de clients sera jointe à l’offre afin de démontrer l’expérience
dont dispose le prestataire dans les domaines de compétences relatifs aux équipements décrits
dans le présent cahier des clauses techniques particulières.
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