CHAPITRE 1-ÉLÉMENTS DE BIBLIOGRAPHIE
zone que l'on définit les propriétés
thermo-physiques du processus de transfert thermique durant la fabrication. La
modélisation du bain de fusion permet de caractériser sa
dynamique, l'effet des phénomènes physiques durant la fusion
(tension de surface, effet Marangoni, pression de recul) sur sa forme
géométrique et sur les mécanismes de formation des
défauts (porosités, keyholes, ...). Dans cette catégorie,
on retrouve :
- La modélisation de la mise en couche
: au cours de la fabrication SLM, chaque nouvelle couche
nécessite une nouvelle distribution de particules de poudre sur le socle
de fabrication (spreding). Les propriétés physiques du bain de
fusion, le mécanisme de formation des porosités et la
qualité finale de la pièce dépendent étroitement de
l'uniformité du lit de poudre et de sa densité relative. En effet
la présence des porosités durant la mise en couche peut
influencer le bain de fusion et augmenter la probabilité de
piéger des gaz dans le matériau solidifié, d'où la
formation des défauts notamment des porosités et des keyholes.
Parmi les approches phares utilisées dans la modélisation de la
mise en couche, on peut signaler l'approche DEM (Discrete Element Method).
Cette méthode est basée sur l'assemblage d'éléments
distincts, déformables ou non, et reliés entre eux par des lois
très simples qui permettent de représenter le comportement du
matériau. Elle est très rependue pour les matériaux
granulaires, car elle représente naturellement la cinématique de
ces matériaux et leur comportement discontinu.
- Modélisation de l'apport thermique :
Durant le lasage, le lit de poudre est bombardé de rayon laser puissant
et de très courte durée. L'énergie photonique est alors
transformée en énergie thermique par absorption. La poudre permet
une pénétration en profondeur du rayon laser grâce à
multiples réflexions à la surface des particules.
L'énergie thermique absorbée dépend de la densité
relative et des propriétés réflectives du lit de poudre.
Les paramètres fonctionnels qui influencent l'intensité du
faisceau laser sont la puissance, la vitesse de déplacement,
l'espacement entre passes (hatch distance) et la longueur du scan.
- Modélisation du bain de fusion :
Elle a pour but de comprendre l'interaction entre les différentes
physiques du procédé lors de la phase de fusion et de
solidification. En effet, la géométrie du bain de fusion impacte
considérablement la microstructure qui dépend étroitement
de la vitesse et de la puissance du laser. Durant la fusion, les très
forts gradients de température provoquent un mouvement de convection qui
dirige le métal fondu vers les parois du bain de fusion. C'est ainsi que
se forment les keyholes ou capillaires. À la fin des bulles de gaz
peuvent être piégées et peuvent ne plus s'échapper
du fait d'un temps de solidification très court qui provoque la
formation de porosités.
33
MASTER II-LABORATOIRE SCIENCES DES
MATÉRIAUX
KOND NGUE PIERRE GÉRARD DAREL
(c)2021
| 
