Certaines pièces en plastique réalisées par injection comportent des images : logo, texte, dessins, caractéristiques techniques... Plusieurs techniques de décoration existent actuellement. La peinture offre une très grande qualité de rendu mais ne s'applique qu'à des réalisations haut de gamme en raison de son coût. La tampographie est souvent mis en œuvre, mais est limité à un rendu monochrome par passe et ne peut s'appliquer que sur des surfaces quasi planes. La technique la plus prometteuse passe par des films imprimés car l'impression donne une grande flexibilité pour les images et permet des rendus intéressants, selon l'épaisseur des films et des encres. Il existe deux technologies courantes pour les décors à partir de films. Une première technologie, dite 2,2 D, consiste à plaquer un film encré sur la pièce et à transférer l'encre. Cette technologie est maîtrisée mais ne s'applique qu'à des pièces présentant une surface relativement plane. Une deuxième technologie, dite 2,5 D, consiste à thermoformer un film puis à placer ce film dans le moule d'injection. Les contraintes sur la forme de l'objet sont moins strictes, mais de nombreuses manipulations sont nécessaires, notamment la découpe du film. Comme ces problèmes de décoration de pièces plastiques font intervenir un grand nombre de fabricants dans des technologies différentes (encres, films, impression, thermoformage, injection plastique, déformation d'images...) peu de travaux ont été faits dans le but d'optimiser l’ensemble de la chaîne de production.
L'objectif global du projet IMD3D consiste à proposer une méthode automatisée permettant la décoration d'objets 3D quelconques, sans contraintes de formes, avec des images quelconques, sans contraintes de coloration ou de densité d’encre, et à bas coût. Deux pistes principales seront étudiées. La première consiste à positionner un film (comportant le décor) dans le moule, ce film sera déformé par la fermeture du moule puis par injection, alors que la seconde utilisera plutôt les techniques de thermoformage. Ce projet, supporté par le FUI, regroupe plusieurs laboratoires universitaires, deux centres techniques et plusieurs partenaires industriels. Il est labellisé par le Pôle Véhicule du Futur et le Pôle Plastipolis.
Le travail de thèse proposé au LIRIS portera sur la simulation, les calculs de déformation et le rendu réaliste. Un protocole d'expérimentation sera étudié et mis en œuvre : génération de mires 2D ; transfert de ces mires sur des pièces plastiques par injection, en utilisant les démonstrateurs existant (Pôle véhicule du futur) ou à créer (PEP), ou encore les unités de production des partenaires industriels (Calor, Plastigray, Plasti-Form) ; acquisition de ces pièces injectées décorées, en partenariat avec Dynamic 3D ; acquisitions en temps réel lors du thermoformage ; placage de la mire (texture) sur un objet 3D issu soit d'une acquisition 3D, soit d'un modèle de la pièce existant ; mise en relation de la mire de l'objet scanné avec la mire plaquée. Ce protocole permettra d'obtenir, de manière expérimentale, une fonction de déformation, dont la fonction inverse pourra être appliquée sur les décors pour annuler la déformation due au transfert. Cette fonction sera ensuite utilisée pour déformer les mires avant une nouvelle campagne de transfert, afin de valider la fonction sur l'objet injecté.
Dans un second temps, des simulations de déformations par modèles physiques seront étudiées, en caractérisant les objets injectés de manière à généraliser la fonction de déformation à des objets quelconques, selon leurs caractéristiques. La solution exacte nécessitera une formalisation exacte du problème, avec une résolution complexe. Une solution approchée sera recherchée par lancer de rayon par exemple. Des rendus réalistes des objets 3D seront proposés à différents stades du projet puis utilisés pour réaliser des campagnes de décoration sur des pièces lors de l'injection.