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MOFASSAL : Modélisation multiphysique et Optimisation de FAbrication directe de PièceS métalliques par projection laSer à l'aide d'une méthode sAns MaiLlage

Les technologies de fabrication additive par laser sont en plein essor et contribuent au développement de nouvelles possibilités de fabrication. C’est des approches de fabrication permettant de fabriquer, couche par couche, par ajout de matière, un objet physique à partir d’un objet numérique. Très flexibles dans leur mise en oeuvre, ces procédés permettent de générer des formes métalliques complexes. Le challenge de ces technologies est de parvenir à fabriquer des pièces de qualité équivalente à celles obtenues avec les procédés conventionnels que sont le moulage, l’usinage ou le forgeage. Le but de ce projet est de développer une modélisation multi-physique du procédé de fabrication additive par projection de poudre métallique par une méthode numérique sans maillage afin de comprendre les mécanismes complexes mis en jeu lors de la réalisation des pièces, d’étudier l’influence des paramètres opératoires sur les caractéristiques finales de ces pièces et de les optimiser. Le modèle numérique qui sera développé permettra de simuler les différentes étapes du procédé de fabrication additive par projection laser de poudre métallique : à partir de la formation du jet de poudre, de son échauffement sous l’action du faisceau laser, jusqu’à la solidification du dépôt en passant par l’évolution de la surface libre du bain fondu, dans un même logiciel basé sur la méthode sans maillage FPM (Finite Pointset Method).

Sur cette base, les objectifs de ce travail de thèse sont :

  • Développer un modèle numérique pour étudier l'écoulement de la poudre et les phénomènes de transfert de chaleur dans le jet de poudre à l’intérieur et à l’extérieur de la buse coaxiale.
  • Développer un modèle numérique qui couple le modèle d'écoulement de la poudre avec la formation du dépôt en tenant compte de la flottabilité, de la tension superficielle et de l’effet Marangoni dans le bain liquide.
  • Simuler différents dépôt avec une variété de scénarios et de paramètres pour optimiser le procédé afin de réduire la variabilité géométrique des pièces étudiées.
  • Effectuer des essais expérimentaux dans le cadre de la plateforme technologique régionale sur la fabrication additive (PLATINIUM3D) pour la validation du modèle.

 

Retrouvez l'article  : http://www.platinium3d.com/fr/MOFASSAL

http://www.platinium3d.com/fr/projets-recherche-fabrication-additive