Détails du projet

Type: Projet du centre CRTI
Organisme: Centre de Recherche en Technologies Industrielles (CRTI)
Unité: Unité de Recherche en fabrication additive
Division: Division Fabrication Additive Non-métallique
Equipe résponsable: Equipe N°65 « Modélisation et Simulation des Procédés Additifs »
Période: 2022 - 2024
Version PDF: (.pdf)
Mots Clés: brication additive; Modélisation; Caractérisation, Laser; DFT; Propriétés physicochimiques; Transfert de chaleur
Description:
La fabrication additive met en jeu des phénomènes physiques complexes liés aux matériaux utilisés, aux sources d'énergie utilisés pour établir la fusion ainsi qu'aux phénomènes liés à l'interaction rayonnement-matière. Ces phénomènes atteignent une complexité dont la modélisation et la simulation numérique représentent des outils essentiels à leur compréhension. Ces dernières permettent de prévoir et d'optimiser les caractéristiques des matériaux et par la suite améliorer la qualité de la pièce finale. Les systèmes SLM (Selective Laser Melting) actuels sont équipés de plusieurs sources laser fonctionnant à une longueur d'onde fixe de 1064 nm. L'absorption de cette longueur d'onde est relativement faible pour la plupart des métaux (moins de 10% d'absorption pour les alliages d'aluminium et 50% à 60% pour les alliages de titane). Cette faible absorption nécessite des puissances laser plus élevées pour compenser la perte d'énergie et fondre complètement la matière première. D'autre part, l'absorption de l'alliage Ti 6Al-4V est 14% plus élevée en utilisant des lasers à 450 nm. Cela a encouragé les chercheurs, y compris nous, à développer de nouvelles sources laser à diode efficaces et viables qui émettent de courtes longueurs d'onde (450 nm - 808 nm) pour les futurs systèmes de fabrication additive. Les travaux prévus dans le cadre de ce projet visent à optimiser la source d'énergie (Diode LASER) et la qualité des matériaux souvent utilisés dans ce procédé (structures et propriétés physicochimiques), ainsi que la maîtrise des échanges thermiques qui se produisent, alors que les mesures in situ seront réalisées dans le cadre de collaborations avec d'autres équipes et laboratoires de recherche. Il s’agit de réalisé des études compréhensibles, développé des modèles physiques distincts, conception de programmes de simulation efficaces et caractérisation expérimentale de diodes laser destinées pour les procédés additifs. Cette approche combinée « études théoriques / investigations expérimentales » permet d'obtenir des résultats fiables et améliorés.