28 Juin – Soutenance Thèse Cassiopée Galy
11 h amphithéâtre 4 du site IUT
Sujet : Étude des interactions matériau/procédé en vue d'une optimisation des conditions opératoires du procédé de fabrication additive SLM sur des alliages d'aluminium pour des applications aéronautiques
Composition du jury :
Patrice PEYRE | Directeur de Recherche CNRS, Arts et Métiers | Rapporteur |
Farhad REZAI-ARIA | Professeur, Mines Albi-Carmaux | Rapporteur |
Amaia TORREGARAY-LARRUSCAIN | Maître de Conférences, UPV/EHU Bilbao | Examinateur |
Laurent DESPRES | Ingénieur, Ariane Group | Examinateur |
François VILLENEUVE | Professeur, Grenoble INP | Examinateur |
Corinne ARVIEU | Maître de Conférences HDR, Université Bordeaux | Directrice de thèse |
Éric LACOSTE | Professeur, Université Bordeaux | Co-directeur de thèse |
Émilie LE GUEN | Maître de Conférences, Université Bordeaux | Examinateur |
Résumé :
La fusion laser sélective d’un lit de poudres (Selective Laser Melting – SLM) connait un véritable essor depuis quelques années, notamment en ce qui concerne la production de pièces métalliques. La faible densité des alliages d’aluminium, conjuguée à l’optimisation de conception rendue possible grâce aux procédés de fabrication additive, assure un gain de masse des structures conséquent, ce qui intéresse fortement les industriels des domaines automobile et aéronautique. Cependant, les propriétés finales des pièces aluminium fabriquées par SLM dépendent des nombreux défauts qui sont générés lors de la fabrication (porosités, fissuration à chaud, état de surface, …). Cette thèse s’intéresse aux moyens de mieux maîtriser ces problèmes en explorant trois axes :· Une identification et sélection des méthodes de caractérisation adaptées aux spécificités des matériaux métalliques élaborés par les procédés de fabrication additive « lit de poudre » a été mise en place. Par exemple, la comparaison de différentes méthodes de détermination de la densité relative de pièces nous a permis de montrer les avantages et inconvénients de chacune des techniques employées ;· Une étude du moyen de fabrication SLM a mis en évidence l’influence de différents facteurs (flux de gaz, position des éprouvettes sur le plateau de construction, méthodes de dépôt de la poudre) sur les propriétés finales des pièces produites. Ces éléments ont un impact sur la densité des pièces, leurs propriétés de surface et leurs propriétés mécaniques. Nous avons ainsi constaté que la façon de positionner une pièce sur le plateau est une étape de la préparation d’une fabrication à ne pas négliger ;· Les études paramétriques menées sur deux types d’alliages d’aluminium, AlSi7Mg0,6 et AM205, ont montré que la composition chimique de l’alliage d’aluminium employé influence de façon non négligeable le jeu de paramètres opératoires à appliquer pour fabriquer une pièce de manière optimale. La densité d’énergie volumique ψ, rapport de la puissance laser avec le produit de la vitesse de lasage, de la distance inter-cordons et de l’épaisseur de couche, est utilisée de façon classique pour l’optimisation des conditions opératoires en SLM. Nos études expérimentales à différentes échelles (1D et 3D) ont permis de mettre en évidence les limites de ce critère. La combinaison de ces résultats à la simulation numérique du lasage d’un cordon de poudre a servi de base à la définition d’un premier modèle dont l’objectif sera à terme d’optimiser le choix des paramètres de fabrication.
Mots clés :Fabrication additive – Fusion laser sélective (SLM) – Alliages d’aluminium
