CHAPITRE 2-MÉTHODE EXPÉRIMENTALE ET
MODÈLE NUMÉRIQUE
Figure 2-3 : Vue d'ensemble schématique de
la configuration numérique
Après la simulation de la fusion laser sélective
sur un substrat, un solveur DEM (DEM = Discrete Element Method) a
été utilisé pour simuler le processus d'étalement
d'une poudre Ti-6Al-4V de distribution de taille de grain allant de 2 à
36 um pour étudier l'effet de poudre sur le comportement du bain de
fusion. Cette distribution de taille expérimentale a été
utilisée comme paramètre d'entrée pour
générer le nuage de poudre. Un total d'environ 260 550
particules de poudre a été initialisé. Comme les
solveurs DEM nécessitent d'initialiser toutes les particules sans
contact, il est obligatoire de spécifier une case dans la région
dite source juste en face du bras de recouvrement comme indiqué sur la
Figure 2.4. Sous l'effet de la gravité, les particules de poudre sont
installées devant le racleur (Figure 2.4). Une fois les particules
déposées, le racleur est mis en mouvement pour répartir
les particules sur la table de traitement. La hauteur de la boite et du racleur
est automatiquement calculée par l'angle de repos supposé
de ? = 30 °. Une vue schématique des
entités géométriques utilisées dans la simulation
d'étalement est représentée sur la Figure 2.4 indiquant
également leurs dimensions. Les structures géométriques
(boîte, racleur, table de déplacement) sont
spécifiées par trois fichiers STL. Le racleur a une vitesse de
déplacement constante de translation de 0,1 m/s comme
dans l'expérience.
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CHAPITRE 2-MÉTHODE EXPÉRIMENTALE ET
MODÈLE NUMÉRIQUE
60 um
100 um
Box
Building
Spreader/
recoater
Spreading
Table
Figure 2-4 : Reference de l'épandage sur lit
de poudre.
Table displacement
À partir du solveur DEM, le lit de poudre simulé
sur la table de déplacement est utilisé comme entrée pour
la simulation de fusion. Par conséquent, toutes les particules d'une
région dédiée à l'intérieur du lit de poudre
sont utilisées pour initialiser le lit de poudre pour la simulation de
fusion. Cela se fait en utilisant les coordonnées des particules et
leurs diamètres spécifiques.
Dans la simulation de fusion, considérant que le
substrat est plus petit que dans le processus réel, un coefficient de
transfert thermique limite de ht = 5000 W.m-2 K-1
et une émissivité de å = 0,6 ont
été considérés comme prenant en tenant compte des
pertes de chaleur par convection et rayonnement à la limite
inférieure du domaine de la solution. Toutes les autres limites de mur
sont supposées être adiabatiques. La conception des
expériences (DOE) mentionnée ci-dessus a été
réalisée pour la simulation de la réponse du bain de
fusion. Les simulations ont été réalisées avec les
paramètres d'entrée mentionnés dans le Tableau II. 2.
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