Download or read book Mise en uvre D un Alliage D aluminium Structural Par Fusion Laser Sur Lit de Poudres written by Akash Arun Sonawane and published by . This book was released on 2021 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Metal Additive Manufacturing also referred to as 3D printing has flourished rapidly into sectors such as aerospace and automotive, where high strength-to-weight ratio and defect-free parts are key requirements. Until today only a few aluminum alloys like AlSi10Mg and AlSi7Mg are manufactured by laser powder bed fusion (L-PBF) [1]. Unfortunately, structural alloys from the 6XXX-series (Al-Si-Mg) and 7XXX-series (Al-Zn) are frequently reported to be crack-sensitive under high cooling rate conditions typical of the L-PBF process [2,3]. In the literature, few technical solutions have been suggested to overcome hot cracking issues. Martin et al. [4] proposed to add nano-particles to promote grain nucleation and thus refine grain size. Others suggest modifying the alloy composition by adding elements like Si [5] or rare-earth elements like Sc in Scalmalloy®. However, there are still debates regarding the mechanism leading to hot cracks in parts made of 6061-grade built by L-PBF. This lack of in-depth understanding of the root causes of hot cracking is an impediment for designing engineering parts for safety-critical applications.The mechanism at the origin of cracks has been identified as solidification cracking based on the observation of the fracture surface of as-built parts where a dendritic morphology gives evidence of the presence of liquid films trapped in the interdendritic space. Also besides, our experimental outcomes based on EBSD characterization, demonstrates that cracking occurs only along columnar grain boundaries of higher misorientation (>20°). We rationalize this cracking along high misorientation grain boundaries behavior using the Rappaz model based on the critical coalescence undercooling [6]. Thus, the critical coalescence undercooling can be estimated as a function of misorientation.The Rappaz-Drezet-Gremaud (RDG) hot cracking criterion [7] is then applied using inputs that comply with L-PBF processing conditions. First, the solidification path of the 6061-alloy is calculated relying on the Scheil-Gulliver assumption. Second, the critical coalescence undercooling is included in the RDG model by modifying the lower integration limit to account for the fact that liquid films are stables at lower temperatures along high misorientation grain boundaries. Finally, the thermal gradients (G) and solidification velocity (v) required into the RDG are estimated with the help of thermal simulations using the Rosenthal analytical model to get values typical of the L-PBF process.Our findings for 6061 alloy show that the existence of stable liquid films is linked to grain boundary misorientation, which causes a sudden increase in pressure drop leading to cracking. We also evaluate thanks to our modeling approach:• the effect of the processing conditions, namely the first-order melting parameters (laser power and scanning speed) on the thermal gradient and solidification velocity inferred from thermal simulations, on the hot tearing sensitivity. This led us to an understanding of the required (G, v) and therefore the required laser power and speed to decrease the cracking susceptibility and propose improvements to process the 6061 alloy using L-PBF.• the effect of solute content modification on the cracking sensitivity. This can be further used as guidelines to suggest chemical composition modification of the 6061 Al-alloy to improve its processability by L-PBF.

Download or read book Alliage de cuivre durcissement structural mis en uvre par fusion laser sur lit de poudre written by Claudia Salvan and published by . This book was released on 2021 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le CuCrZr est un alliage à durcissement structural utilisé pour ses bonnes propriétés électriques et thermiques combinées à des propriétés mécaniques élevées. La fabrication additive, via le procédé de fusion laser sur lit de poudre (ou FLLP), offre de son côté la possibilité de construire des pièces particulièrement complexes et permettrait par exemple, la réalisation d'échangeurs de chaleur plus compacts et plus efficaces. Cependant, la forte réflectivité optique de l'alliage à la longueur d'onde des lasers standards et sa forte conductivité thermique nécessitent l'utilisation de densités d'énergie très élevées, ce qui n'est pas toujours possible ni même souhaitable au regard du coût environnemental et du risque d'endommagement des machines que cela entraine.Les travaux de cette thèse visent à (i) réduire la réflectivité de la poudre par oxydation contrôlée des particules, (ii) optimiser les paramètres procédés afin d'obtenir des pièces denses sur 2 technologies de machine de puissances laser différentes (iii) comparer les microstructures des CuCrZr FLLP avant/après traitement thermique avec celles de deux références, CuCrZr forgé et CuCrZr obtenu par Compaction Isostatique à Chaud (CIC) et (iv) expliquer l'origine des propriétés mécaniques des CuCrZr FLLP en s'appuyant sur des analyses microstructurales MEB-EBSD et MET tout en discutant les contributions respectives des différents mécanismes de durcissement mis en jeu à l'aide d'un modèle mécanique.Nos travaux montrent les liens entre la nature et l'épaisseur de la couche d'oxyde en surface des particules et les propriétés de réflectivité optique et d'écoulement de la poudre. Cette thèse présente les propriétés microstructurales, mécaniques (dureté et traction à 20°C et 250°C), électriques et thermiques de CuCrZr FLLP avant et après deux traitements thermiques (un traitement composé d'une mise en solution, d'une trempe et d'un revenu, et un autre composé d'un simple revenu), et les compare à celles des CuCrZr de référence. Nous avons aussi montré qu'un simple revenu appliqué aux pièces FLLP permet d'obtenir des propriétés mécaniques très élevées (dureté de 184 HV1, Rp0,2 de 527 MPa, Rm de 585 MPa) tout en conservant un allongement non négligeable (14%) et de bonnes propriétés électrique (42 MS.m-1) et thermique (375 W.m-1.K-1 à 100°C). Elles s'expliquent principalement par : (i) la présence, dans le matériau brut FLLP, d'une solution solide sursaturée dans laquelle la totalité du Cr est dissoute permettant, après revenu, d'obtenir une très forte densité de nano-précipités, et donc un fort durcissement structural, (ii) la présence d'une forte densité de dislocations associées aux cellules de solidification, caractéristiques de l'état brut de FLLP, mais largement préservées par le simple revenu.

Download or read book Am lioration du proc d LBM par nanostructuration de poudres d aluminium written by Nicolas Tissot and published by . This book was released on 2019 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le procédé de fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre (LBM) propose de nombreux avantages pour beaucoup de secteurs industriels par rapport à d'autres procédés conventionnels : formes complexes, allégement structural, temps de fabrication plus rapide, etc. Contrairement à de nombreux alliages déjà qualifiés industriellement, les alliages d'aluminium demeurent encore pénalisés lors de la mise en oeuvre avec ce procédé : réflectivité optique élevée, conductivité thermique importante, phénomène de fissuration ou encore porosité liée à la présence d'alumine non fondue. Les travaux réalisés au cours de cette thèse se sont portés sur l'amélioration des propriétés optiques des poudres d'aluminium par une approche de nanostructuration de la surface des particules. Pour cela, deux voies de fonctionnalisation des poudres ont été étudiées. La première s'est portée sur la réalisation de revêtements uniformes de silicium créant alors des phénomènes interférentiels et permettant de maximiser l'absorption optique à une longueur d'onde précise qui correspond à celle des lasers utilisés en LBM (1 064 nm). Les travaux basés sur un modèle utilisant la théorie de Mie ont permis d'identifier l'intérêt de déposer un revêtement de silicium de 215 nm augmentant ainsi l'absorbance d'une particule d'aluminium de 4 % à 25 %. La seconde solution étudiée est l'augmentation de la rugosité de la poudre d'aluminium par un dépôt en surface de particules nanométriques. Ce procédé a été réalisé par réduction chimique en voie liquide pour déposer du cuivre. L'objectif ici, en plus d'une augmentation de l'absorption optique, est la formation in situ d'un alliage Al-Cu lors du procédé de fusion laser. Après dépôt de cuivre, l'absorption optique de la poudre à 1 064 nm est améliorée de 70 %. Pour terminer, des essais de fusion laser de la poudre d'AlSi12 revêtue de 4 % massique de cuivre ont été réalisés pour étudier l'impact du revêtement sur la densité d'énergie permettant de fabriquer une pièce dense. Il a été constaté une diminution notable de cette densité en comparaison de celle d'autres alliages Al-Cu de la littérature, sans toutefois pouvoir attribuer ce résultat à la seule amélioration de l'absorption optique de la poudre dans la mesure où les alliages sont de stoechiométrie légèrement différente.

Download or read book Fusion s lective par laser influence de l atmosph re et r alisation d alliage in situ written by Baicheng Zhang and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Au cours de la dernière décennie, le procédé de fabrication additive par fusion sélective d'un lit de poudre SLM a attiré une grande attention dans le domaine de l'industrie, car il permet de produire rapidement des pièces de formes complexes. Le but de ce travail est d'étendre les performances des procédés SLM en étudiant la possibilité d'élaborer des pièces en atmosphère raréfiée. Pour atteindre cet objectif, une approche théorique et expérimentale a été développée, avec la mise en place d'une machine de fusion sélective par laser capable de travailler dans le domaine de pression de 1 à 10-2 mbar.Le travail sous vide permet d'éviter la formation du "bouclier" de plasma généré à partir de l'atmosphère de gaz ionisé par l'énergie du laser. Ceci permet d'une part d'éviter la contamination chimique du matériau (oxydation, nitruration,...) au cours des processus de fusion et d'autre part de réduire le taux de porosité. L'effet des paramètres du laser et des variables d'environnement sur la qualité de pièces a été étudié en considérant le cas du fer pur, de l'acier Inox 316L et du titane.Par ailleurs nous avons étudié la possibilité d'obtenir des alliages in-situ au cours de la fabrication par la technique SLM à partir de mélanges de poudres.Des essais ont été conduits à partir de mélanges Mg/Al, Fe/Ni et Ti/Ni. Dans tous les cas nous avons pu obtenir des alliages in-situ pour les domaines de composition visés qui correspondent à des applications pratiques (structures légères, alliage magnétique à faible coercivité, alliage à mémoire de forme). Les propriétés des matériaux obtenus, d'après les premières caractérisations effectuées, se comparent de façon favorable par rapport aux techniques classiques d'élaboration et de mise en œuvre.

Download or read book Mise en uvre d alliage d aluminium 6061 par proc d de Selective Laser Melting written by Pierre Eloi and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La fabrication additive SLM est une rupture technologique majeure dans le domaine del'aéronautique. Pour des applications de type Sonde, des alliages d'aluminium à hauteconductivité thermique et compatible de traitement de surface spécifique sont nécessaires.Malheureusement ces alliages ne sont pas processable en fabrication additive SLM.L'objectif de ces travaux est donc d'appréhender l'édification d'alliage d'Al de la série6XXX par procédé SLM. Deux domaines sont étudiés : le premier plus général qui concernela compréhension des sources de vieillissement particulaire et le second propre à la série quiconcerne la caractérisation et l'optimisation de sa microstructure.Les résultats obtenus montrent que le premier facteur influent sur la coulabilité des poudresest l'humidité rémanente. Elle est également la source principale de porosités sphériques quiagissent directement sur le comportement mécanique des pièces édifiées. L'étuvage despoudres avant fabrication permet de réduire son effet sans modifier les propriétésphysicochimiques des particules. Concernant la microstructure de l'Al6061, l'ajout d'élémentgerminant de type Zr annihile le phénomène de fissuration à chaud par affinement de la tailledes grains. La modification des paramètres d'édification ne le permet pas. Cette variationmicrostructurale est finalement exprimée à travers une carte de solidification basée sur lemodèle de Rosenthal.La gestion de la prise d'humidité des poudres est un élément essentiel pour stabiliser etmaximiser leur mise en œuvre. L'intervalle de solidification élevé de l'Al6061 nécessitel'utilisation d'élément germinant pour pallier au phénomène de fissuration à chaud.

Download or read book Fusion s lective par laser de lits de poudre written by Pierre Vinson and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La fabrication directe et additive regroupe un ensemble de technologies de mise en forme des matériaux en rupture avec les procédés conventionnels. L'industrie aéronautique et aérospatiale s'intéresse fortement à ces nouveaux procédés, dont la fusion sélective par laser de lits de poudre métallique (SLM). Cette thèse présentera les enjeux de la fabrication additive ainsi que certains procédés. Une étude bibliographique a été menée sur deux alliages aéronautiques utilisés dans ces travaux : l'alliage de titane TA6V et le superalliage base nickel Nimonic 263. Les travaux présentés dans ce rapport comprennent l'étude de la poudre métallique brute d'atomisation (morphologie, granulométrie, composition chimique). D'autre part, l'étude de la recyclabilité de la poudre utilisée en SLM est présentée pour le TA6V, tant en ce qui concerne l'évolution de la poudre elle-même que celle des propriétés mécaniques des pièces qui en sont issues. Par ailleurs ce travail traite d'un modèle de consolidation du lit de poudre permettant également d'évaluer la productivité du procédé. Enfin, une étude paramétrique et thermique menée sur le Nimonic 263 en vue de l'établissement d'une solution de contrôle procédé est présentée.

Download or read book laboration in situ par m langes de poudres de composites matrice m tallique au cours du processus de fabrication additive written by Nan Kang and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La micro fusion laser d'un lit de poudre (SLM) permet la réalisation de pièces complexes avec des microstructuresfines. Cette technologie présente de nombreux avantages mais se heurte encore à une faible disponibilité des poudres d'alliages. En SLM, la pièce est d'abord conçue par CAO (conception assistée par ordinateur), puis construite couche par couche avec un faisceau laser commandé par un ordinateur. Dans ce cadre, le travail effectué dans cette thèse a consisté à étudier et à développer une nouvelle méthode pour réaliser des pièces en alliages et en composites à partir de mélanges de poudres élémentaires, ouvrant ainsi la voie à une grande variété de compositions.Au niveau expérimental le choix s'est porté sur le système aluminium-silicium avec différentes teneurs en silicium (12, 18 et 50% en poids). L'effet de l'ajout d'un champ magnétique statique a aussi été proposé comme un outil supplémentaire de contrôle de la microstructure.Dans le processus de fabrication de pièces par SLM la puissance du laser et la vitesse de balayage déterminent au premier chef la densité, la microstructure, la composition des phases et les propriétés mécaniques du produit. Une analyse systématique de l'effet de ces paramètres sur l'alliage Al - Si fabriqué par SLM à partir de mélanges de poudres est présentée. Des alliages ont été ainsi obtenus pour plusieurs domaines de composition visés correspondant à des applications pratiques (structures légères, système tribologique, emballage électronique, ...).Les microstructures fines obtenues grâce à la solidification rapide des matériaux fondus conduit à des propriétés quise comparent de façon favorable à celles obtenues avec les techniques classiques d'élaboration et de mise en oeuvre.

Download or read book Effets du processus de fusion de poudre m tallique par laser L PBF sur les caract ristiques de la poudre et sur les propri t s m caniques des pi ces imprim es en acier maraging written by Rayan Othmane and published by . This book was released on 2022 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: « Grâce à ses multiples avantages, l’impression 3D révolutionne les méthodes de fabrication traditionnelles. Elle permet la production des pièces mécaniques à géométrie très complexe, plus légères et très résistantes. Lors de l’impression d’une pièce, seule une partie de la poudre étalée est fusionnée. La poudre non fusionnée peut ensuite être tamisée et réutilisée. Cette étude porte sur les effets du procédé de fusion de la poudre (L-PBF) et du recyclage de la poudre sur les caractéristiques de la poudre d’acier maraging et sur les propriétés mécaniques des pièces. Ce mémoire est structuré autour des deux articles qui ont été rédigés dans le cadre du projet. Le premier article présente les résultats de trois expériences relatives à l’analyse des effets du procédé de fusion sur les caractéristiques de la poudre. La première démontre que la taille des particules de poudre n’est pas uniforme dans le volume d’impression. Il est aussi démontré que la diminution de l'espacement entre les pièces imprimées change la distribution de la taille des particules (PSD) en augmentant la proportion de grosses particules. La dernière expérience montre que plus la structure des pièces en treillis est dense, plus le PSD et la morphologie du lit de poudre sont affectées. Ainsi, après douze cycles de recyclage, la taille des particules augmente et leur morphologie est dégradée. Le deuxième article évalue les effets du recyclage de la poudre sur les propriétés mécaniques des pièces. Après 8 cycles d’impression, la taille des particules de poudre a augmenté, la morphologie des particules est changée et les propriétés en traction et en fatigue sont restées globalement constantes. Cependant, l'écart type de la limite d'endurance des éprouvettes fabriquées avec la poudre recyclée 8 fois est plus faible que celui obtenu avec les éprouvettes issues de la poudre neuve. Enfin, l'analyse fractographique montre que les pièces fabriquées à partir de la poudre recyclée présentent plus défauts d’impression que les pièces fabriquées avec de la poudre neuve. -- Mot(s) clé(s) en français : Fabrication additive, procédé de fusion laser à lit de poudre (L-PBF), recyclage de la poudre, morphologie de la poudre, distribution de la taille des particules (PSD), pièces en treillis (lattices), éclaboussures. »--

Download or read book tude de la g n ration des topographies de surfaces lat rales issues du proc d LPBF pour un alliage d aluminium AlSi10Mg written by Elina Masiagutova and published by . This book was released on 2022 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Compr hension de la formation de porosit s en fabrication additive LBM Analyse exp rimentale de l interaction laser lit de poudre bain liquide written by Valérie Gunenthiram and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le procédé de fusion sélective « lit de poudre » (SLM) permet d'élaborer des pièces métalliques bonne matière (denses) directement à partir de la fusion de couches de poudres successives. De nombreux problèmes techniques doivent encore être surmontés pour faire du SLM un processus de fabrication entièrement viable. C'est le cas de l'état de surface et de l'apparition systématique de porosités, qui nécessitent des étapes de post-traitements. Jusqu'à présent, l'origine de la porosité reste incertaine mais est supposée être liée à la stabilité du procédé. Cette thèse propose une étude originale de l'interaction laser-poudre-bain liquide sur 316L et sur deux alliages d'aluminium (5086 et 4047) avant d'étudier les conditions de densification de la matière. Le travail de cette thèse s'articule en deux parties. Dans la première partie, une étude expérimentale de l'interaction laser-matière a été effectuée sur un banc instrumenté à partir d'imagerie par caméra rapide (>10 000 images /s). Les conditions de formation des éjections métalliques, de dénudation en poudre, l'hydrodynamique des zones fondues (dont le humping) ont été caractérisées et quantifiées. Tous ces phénomènes sont liés aux fortes densités de puissance utilisées en SLM, qui favorisent le régime de keyhole et la vaporisation. La deuxième partie de ce travail de thèse a consisté à évaluer l'origine et le taux de porosités sur une machine SLM. Une formulation analytique de la densification, dépendante d'un paramètre énergétique VED, a été validée par une étude expérimentale de l'évolution du taux de porosité, quelle que soit l'épaisseur de poudre. Un premier lien a été réalisé entre les dimensions des cordons de fusion et les conditions de densification. Enfin, une forte interaction (diffusion de Rayleigh ou absorption) a été observée entre le faisceau laser incident et les nanoparticules contenues dans la colonne de vapeur métallique, à l'origine de la dispersion importante des profondeurs de fusion.

Download or read book Fusion laser sur lit de poudres et optimisation par traitements thermiques d aciers martensitiques written by Quentin Saby and published by . This book was released on 2022 with total page 211 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'impression 3D par fusion laser sur lit de poudres (LPBF) permet d'obtenir des empreintes de moule d'injection plastique disposant de canaux de refroidissement « conformal cooling ». Ces derniers, impossibles à obtenir avec des procédés conventionnels à cause de leur géométrie trop complexe, assurent un refroidissement rapide et homogène de la pièce injectée. Actuellement, l'acier de référence pour l'impression d'empreintes de moules est le maraging 18Ni300, réputé pour sa bonne imprimabilité et pour sa capacité à durcir après traitement thermique de vieillissement. Cet acier présente toutefois quelques inconvénients : sa forte teneur en nickel le rend coûteux ; le cobalt qu'il contient peut avoir un effet délétère sur la santé en cas d'inhalation ; et il n'est pas inoxydable. Ainsi, l'objectif de cette thèse a été d'identifier de potentielles alternatives au maraging 18Ni300. Pour cela, dans un premier temps, l'imprimabilité en LPBF de huit poudres d'aciers (deux maraging inoxydables, deux martensitiques Fe-C non-inoxydables et quatre martensitiques inoxydables) a été évaluée au regard de leurs défauts internes et de surface (par tomographie aux rayons X), de leur microstructure (microscopie optique, électronique et diffraction des rayons X), et de leurs propriétés mécaniques statiques (résilience Charpy, dureté HRC). L'influence du carbone sur l'imprimabilité a également été mise en évidence grâce à la réalisation de cordons de fusion sur un échantillon à gradient de teneur en carbone. Cette étude illustre le rôle majeur de l'austénite résiduelle pour l'obtention de pièces sans fissures. Dans un deuxième temps, une fois les aciers les plus intéressants sélectionnés, l'influence de traitements thermiques après fabrication LPBF sur les microstructures et sur les propriétés mécaniques monotones (dureté, résilience, traction) et cycliques (fatigue par flexion rotative) a été évaluée.

Download or read book Conception pour la fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre de composants hyperfrequences written by Mathieu François and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Pendant de nombreuses années, les composants passifs hyperfréquences ont été utilisés dans des systèmes de communication notamment pour des chaînes d'alimentation d'antenne. Ce type d'équipement radiofréquence est déjà largement opérationnel dans différents domaines tels que les communications satellite, les radars, les observations spatiales etc. en raison de leurs avantages de faibles pertes ainsi que de leur capacité élevée de gestion d'énergie. Seulement, avec l'émergence de nouvelles technologies et une concurrence considérable sur le marché de la défense, les clients sont de plus en plus demandeurs de produits de moins en moins coûteux avec des délais d'obtention toujours plus courts, avec des exigences liées aux performances toutes aussi élevées.Ces dernières années, plusieurs institutions et industries se sont intéressées de plus en plus aux procédés de fabrication additive pour les composants à propagation guidée. Ne nécessitant pas de brut de matière ni d'outillage dédié, les technologies additives apportent de nouvelles perspectives de conception. En particulier, l'ajout de matière couche par couche autorise la fabrication de pièces monolithiques, qui permettraient d'alléger les équipements et de réaliser des économies de temps et de coûts. D'autre part, l'une des plus grandes promesses de la fabrication additive réside dans les degrés de liberté supplémentaires qu'elle offre en conception, permettant de concevoir des architectures complexes et innovantes aux performances accrues, qui seraient irréalisables par des techniques conventionnelles. A ce titre, la fabrication additive a été identifiée comme pouvant jouer un rôle crucial dans le développement de ce type de pièce.Cependant, comme tout procédé de fabrication, les procédés additifs possèdent leurs propres spécificités et contraintes liées aux phénomènes physiques mis en jeu au cours de la fabrication et dont il est nécessaire de tenir compte au cours de la phase de conception pour tirer pleinement profit des avantages qu'ils offrent. Ajoutées aux exigences hyperfréquences, le concepteur doit alors être en capacité d'identifier les liens qui existent entre les domaines de la conception, du procédé et électromagnétique pour garantir une pièce de qualité conforme au cahier des charges.L'objectif de ces travaux de thèse est double. Le premier consiste à identifier les spécificités du procédé de fusion laser sur lit de poudre qui influent majoritairement sur les performances électromagnétiques, de manière à y apporter une attention particulière en phase de conception. Le second porte sur l'élaboration d'une méthode qui intègre les contraintes et opportunités de la fabrication additive tout en répondant aux objectifs, globaux et locaux, issus du cahier des charges hyperfréquences de manière à fabriquer des composants opérationnels.

Download or read book Nouvelles voies de fabrication d alliages m talliques hautes performances partir de poudres written by Bo Song and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La fusion sélective par laser (Selective Laser Melting, SLM), une des techniques de la fabrication additive (AM), permet la production de pièces en trois dimensions (3D) de formes complexes directement à partir de poudres métalliques. Elle présente de nombreux avantages significatifs par rapport aux méthodes traditionnelles de fabrication mais se heurte encore à une faible disponibilité des matériaux en poudre.Le travail effectué dans cette étude a donc consisté à étudier et à développer un nouveau moyen pour réaliser in situ des pièces en alliages et en composites à partir de mélanges de poudres.Au niveau expérimental le choix s'est porté sur le système Fer-Aluminium et sur un renforcement par des particules de SiC.Les essais ont permis de constater que dans le processus de fabrication de pièces par SLM la puissance du laser et la vitesse de balayage déterminent au premier chef la densité, la microstructure, la composition de phase et les propriétés mécaniques.À partir d'un mélange de poudres, des phases intermétalliques ont été obtenues en contrôlant les paramètres SLM. Un traitement thermique ultérieur influence les paramètres cristallins, le degré d'ordre et les propriétés mécaniques des pièces ainsi formées.Avec l'utilisation de poudres préalliées, un phénomène de texture a été observé prenant la forme de grains allongés/colonnaires orientés dans la direction de construction.Le renforcement de la matrice de fer par des particules de SiC de différentes tailles conduit à une modification structurale avec la formation de produits d'interaction, perlitie et martensite, conduisant à une amélioration de la résistance à la traction par rapport au Fe pur.

Download or read book Mod lisation et d veloppement exp rimental du proc d de fabrication additive par fusion laser s lective d un lit de poudre m tallique written by Amal Masmoudi and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le procédé de fusion sélective par laser (SLM) d'un lit de poudre métallique, est un procédé de fabrication additive qui permet de fabriquer des pièces de forme complexe directement à partir d'un fichier CAO en passant par la fusion totale de couches de poudre déposées successivement. Au cours du procédé SLM l'apport d'énergie du laser à la cible engendre de nombreux cycles thermiques: fusion - vaporisation - solidification. Dans ce contexte, cette thèse a pour double objectif :1) une meilleure caractérisation et compréhension des phénomènes qui se produisent lors de l'interaction du faisceau laser avec la poudre et le bain de métal fondu à l'aide d'essais et 2) le développement d'un modèle numérique prenant en compte les phénomènes de fusion et de vaporisation de la matière ainsi que à la présence du gaz environnant à l'intérieur de la chambre de fabrication.Dans un premier temps, en considérant des géométries simples (cordons et surfaces) en acier inoxydable 316L, on a étudié l'interaction faisceau laser - lit de poudre / bain liquide métallique par différentes méthodes de diagnostics (spectrométrie, calorimètre, ...) pour comprendre la nature et le rôle de la vapeur métallique générée au cours du procédé. Les résultats ont montré que cette vapeur est sans effet sur la transmission de l'énergie du laser à la matière au cours du procédé SLM. Par contre, elle conduit à la formation de condensats et peut aussi entrainer des gouttelettes de métal fondu.Ces analyses ont permis, dans un second temps, de développer un modèle numérique qui a pour objectif principal de caractériser l'influence de la pression du milieu environnant sur le processus de fusion du lit de poudre par le faisceau laser. Des paramètres caractérisant l'évolution des propriétés physiques du matériau et du milieu gazeux en fonction de la température et de la pression ont été intégrés dans les bases de données du modèle. Ces paramètres physiques du matériau ont été déterminés à partir de la littérature et d'autres ont été obtenus empiriquement à l'aide de mesures expérimentales spécifiques.Ce modèle numérique a été utilisé pour traiter le sujet principal de la thèse, à savoir celui de l'effet de la pression. Le modèle a permis de préciser les phénomènes physiques inhérents à la variation de la pression. Des manipulations expérimentales ont permis de vérifier la pertinence des données du modèle numérique proposé.

Download or read book D veloppement de poudres d acier outils S7 par atomisation l eau pour la fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre LPBF written by Denis Mutel and published by . This book was released on 2023 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Contrairement à la fabrication soustractive, la fabrication additive est un procédé permettant de produire des objets couche par couche. Ce processus permettrait de concevoir de nouveaux produits avec une géométrie complexe qui ne pourraient pas être fabriqués en utilisant des procédés traditionnels. Dans la majorité des cas, la fabrication additive demande des poudres aux propriétés très spécifiques afin d'obtenir des objets ayant les propriétés mécaniques souhaitées. C'est pourquoi l'atomisation au gaz est le procédé préférentiel pour produire des poudres. En effet, cette méthode permet d'obtenir des particules avec une géométrie régulière et exemptes d'oxyde conférant par la suite d'excellentes propriétés rhéologiques aux poudres produites. En revanche, d'un point de vue économique, l'utilisation de l'atomisation de l'eau pour produire des alliages ferreux pour le LPBF pourrait être très intéressante compte tenu de son taux de production beaucoup plus élevé et de ses coûts de production nettement inférieurs. Cette thèse s'attaque à l'utilisation de poudre d'acier à outil S7 produite par atomisation à l'eau pour la fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre. Afin de pouvoir substituer l'atomisation au gaz par l'atomisation à l'eau pour produire ce type de poudre, cette thèse optimisera le processus d'atomisation de l'eau ainsi que la chimie des alliages d'origine afin de maximiser la sphéricité des particules (morphologie) tout en minimisant la teneur en oxygène. Ainsi, des poudres d'acier à outils adéquates à la fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre pourraient être produites à une fraction du coût de celles obtenues par atomisation au gaz. De plus, afin de comprendre la relation entre l'écoulement de la poudre et les caractéristiques morphologiques des particules individuelles, l'intelligence artificielle est utilisée comme un outil afin d'établir des liens entre ces propriétés. Des micrographies des poudres produites ont été acquises en microscopie électronique à balayage pour être par la suite segmentées en particules individuelles. Les micrographies des particules individuelles où leurs paramètres morphologiques sont ensuite traités en utilisant l'intelligence artificielle pour corréler les informations collectées sur les particules individuelles avec les propriétés rhéologiques des poudres. Enfin, pour vérifier la pertinence de l'utilisation de poudre d'acier à outil S7 produite par atomisation à l'eau en fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre, les poudres produites par atomisation à l'eau ont été utilisées pour produire des pièces et déterminer leurs propriétés mécaniques tels que la résistance en traction, la ductilité et la résistance aux chocs. Ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur les relations entre les propriétés physiques des poudres et leurs propriétés rhéologiques mais également sur la faisabilité de l'utilisation de poudres atomisées à l'eau en fabrication additive sur lit de poudre.

Download or read book R sistance en fatigue de pi ces en alliage Ti 6Al 4V produites par fusion laser sur lit de poudre avec de la porosit induite written by Etienne Moquin and published by . This book was released on 2023 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Fusion laser de poudres m talliques Ma trise du proc d pour la fabrication directe de pi ces m caniques written by Maria Averyanova and published by . This book was released on 2011 with total page 202 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’étude réalisée dans le cadre de cette thèse porte sur la maitrise du procédé de Fusion Sélective par Laser (Selective Laser Melting -SLM) sur toute la chaine de fabrication : de la sélection de la poudre métallique au contrôle final des propriétés (mécaniques, microstructurales, etc.) des pièces élaborées. La Fusion Sélective par Laser est un procédé de fabrication innovant et complexe qui demande des connaissances pluridisciplinaires, dans le domaine de la Métallurgie des Poudres, du Génie des Procédés, de la Mécanique, de l’optique/photonique, etc. D’un point de vue scientifique, il convient donc d’ajuster et optimiser un grand nombre de paramètres opératoires d’entrées, tels les caractéristiques du matériau sous forme de poudre, les paramètres machines, etc., pour viser un ensemble de paramètres de sorties, afin de cerner l’influence de ces paramètres d’entrées et les hiérarchiser.Dans un premier temps, l’influence de la nature de la poudre (pour 2 familles de matériaux : acier martensitique 17-4 PH et alliage Co-Cr) et de ses propriétés sur le procédé SLM et la qualité finale des pièces a été étudié. Sur la base d’un matériau à métallurgie complexe, l’acier 17-4PH, l’impact des éléments chimiques clés de la poudre sur les propriétés et la microstructure finale des pièces élaborées par SLM a été montré. Les propriétés de la poudre qui favorisent la fabrication de pièces denses ont été trouvées et formulées. Dans un deuxième temps, devant la difficulté inhérente au grand nombre de paramètres influant sur le procédé, une recherche paramétrique, basée sur l’utilisation des méthodes de plan d’expériences, a été effectuée. Un lien entre la géométrie du cordon de fusion et une fonction issue de paramètres physiques du procédé, par rapport aux paramètres opératoires, a été identifié. Ainsi, un critère de stabilité du cordon a été proposé. Il permet de trouver rapidement la fenêtre paramétrique optimale, et dans le cas de la fonction objectif choisi dans ce travail, à savoir une densité maximale, il permet de fabriquer des objets 3D denses ayant un taux de porosité inférieur à 1%. Les valeurs des propriétés mécaniques des éprouvettes de traction du matériau 17-4 PH élaborées par SLM sont du même ordre de grandeur que le matériau 17-4 PH brut fabriqué par méthodes traditionnelles. Enfin, il a été montré que l’utilisation d’un traitement thermique approprié permet d’homogénéiser la microstructure, d’augmenter la dureté et, par conséquent, la résistance mécanique. Ces travaux ont permis in fine de mener à bien l’industrialisation du procédé sur deux cas concrets : la fabrication de bridges dentaires et celle d’une filière d’extrusion.