INTRODUCTION GÉNÉRALE
L'objectif de ces travaux s'articule autour de l'analyse
de sensibilité des paramètres susceptibles d'influencer la
performance des pièces obtenues par fusion sélective par laser
aux fins de répertorier au mieux les paramètres
procédés les plus influents.
Ce sujet a été abordé tout d'abord
expérimentalement puis numériquement tout en s'appuyant sur des
travaux empiriques qui ont permis de vérifier les hypothèses
spécifiques considérées en modélisation, soit
d'éclairer en profondeur certains phénomènes intervenant
au cours du procédé SLM ou encore de valider les
prédictions expérimentales.
Le modèle numérique développé
permet ainsi l'analyse de sensibilité du modèle de simulations
des procédés de fabrication additive sur lit de poudre
métallique.
Dans ce cadre, le mémoire de cette étude a
été divisé en trois chapitres :
Dans le chapitre I, le contexte de l'étude sera
présenté. Le principe de la fabrication additive, ses avantages
et ses limites seront rappelés. Un état d'art sur une
étude comparative des méthodes formative et soustractive par
rapport à la fabrication additive sera fait. Les principales
technologies de la fabrication additive seront rapidement décrites en
accentuant sur la fusion sur lit de poudre.
Dans le chapitre II, les matériaux et les
méthodes utilisés seront décrit.
Dans le chapitre III, d'une part seront
présentés les résultats expérimentaux et
numériques obtenus et d'autre part une étude de
sensibilité du procédé SLM à l'échelle
microscopique sera également présentée.
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KOND NGUE PIERRE GÉRARD DAREL
(c)2021
CHAPITRE 1-ÉLÉMENTS DE BIBLIOGRAPHIE
CHAPITRE 1-ÉLÉMENTS DE
BIBLIOGRAPHIE
Nous nous proposons dans ce chapitre de présenter
la notion de Fabrication Additive (FA). Pour se faire, ce dernier sera
articulé autour de trois axes. Le premier portera sur les
généralités de la fabrication additive. Dans cette
section, il sera question de mettre en relief le principe de la FA, ses
avantages et ses limites ainsi que ses différents domaines
d'applications. Par la suite un focus portera sur les différentes
technologies de la FA. Une attention particulière sera accordée
à la technologie de Fusion Sur Lit De Poudre plus
précisément au procédé SLM (Selective Layer
Melting). Enfin nous parlerons sans toutefois entrer dans les profondeurs
(rôles et modélisation multi échelles) de la simulation et
de la modélisation en FA.
1.1. Introduction
La fabrication additive en abrégée FA (en
anglais : Additive Manufacturing) [1] est connue du grand public par la
terminologie « Impression 3D » [2]. Elle désigne l'ensemble
des procédés utilisés pour la création de
pièces physiques par ajout séquentiel de matière à
partir d'un model numérique (CAO) selon la norme ISO/ASTM 52900 :2015,
sans recourir à un outillage spécifique [1]. Elle s'oppose aux
procédés de production conventionnel où la matière
est soit soustraite (usinage, découpage), soit déformée
(forge, laminage) ou moulée (fonderie). Dans un premier temps, cette
méthode de fabrication était utilisée principalement par
les industries pour le prototypage rapide [3]. Les pièces obtenues sont
utilisées en tant que maquettes dans les bureaux d'étude pour
valider la forme définitive d'un produit donné. Avec le temps,
les progrès réalisés sur cette technologie et la
sensibilisation des industriels ont ouvert la porte à la production des
pièces fonctionnelles en petites séries [2].
Contrairement à ce que l'on pourrait penser, la
fabrication additive n'est pas une invention récente. En effet, le
premier brevet a été déposé dans les années
1971 par l'inventeur français Pierre Ciraud [4]. Il présente une
technologie de consolidation sélective de poudre métallique par
un laser. En suite au milieu des années 80, on trouve la
Stéréolithographie (photo polymérisation d'une
résine) qui a été développée dans les
laboratoires de l'École Nationale de Nancy en France par l'équipe
du professeur Jean-Claude André et breveté en 1984 [5]. Peu de
temps après, un brevet similaire sera déposé aux USA par
l'américain Chuck Hull. Il débutera son exploitation commerciale
avec la création de sa propre entreprise, 3D System [6].
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