LongLifeAM

Maîtrise des propriétés de fatigue dans les pièces structurelles produites par fabrication additive (connaissance, compréhension, prédiction, accroissement).

 

La fabrication additive, plus communément appelée impression 3D ou AM (pour Additive Manufacturing), offre un grand nombre d'avantages en comparaison des méthodes classiques de fabrication : grande liberté de forme permettant notamment la conception et la réalisation de structures fortement allégées, fabrication de prototypes ou de petites
séries, réduction de la chaîne d'approvisionnement et des stocks car les pièces peuvent être fabriquées en fonction des besoins. Cependant l'adoption de l'AM par l'industrie 'singulièrement les industries aéronautiques et spatiales' est freinée par le
fait que les performances mécaniques des pièces fabriquées sont encore trop souvent insuffisantes.  En effet, tant les performances mécaniques statiques (plasticité et endommagement) de pièces AM que leur durée de vie (tenue en fatigue) sont inférieures aux pièces classiquement utilisées dans l#industrie aéronautique. La présence de porosités, de contraintes résiduelles, d'une microstructure inhomogène et de rugositéinadéquate expliquent ces performances non optimales et justifient l#usage de post-traitements (PT) visant à améliorer les propriétés mécaniques. C'est la tenue à la fatigue qui est la plus problématique pour l'exploitation de l'AM pour des pièces structurales critiques. Elle est donc au coeur de ce projet qui propose de combiner la mise en oeuvre de l'alliage AlSi10Mg par le procédé de Selective Laser Melting (SLM) couplé à des PT. Les PT envisagés           incluent le Friction Stir Processing (FSP) suivi d'un usinage et des traitements thermiques selonla complexité de la pièce et les possibilités d#appliquer localement le FSP+usinage. L'analyse expérimentale sera couplée avec ledéveloppement d#une stratégie numérique multiéchelle de prédiction de la fatigue qui intégrera la microstructure du matériau ainsiqueles contraintes résiduelles après SLM et PT. Cet outil numérique permettra à la fois d'optimiser les PT et de prédire la tenue à la fatigue de la pièce finale.
La thématique envisagée, l'AM, ainsi que l'approche couplée numérique/expérimentale, répondent sansnul doute à un besoin industriel puisque dans "Report on 3D-printing":
Current and future application areas, existing industrial value chains and missing competences in the EU », publié en juillet 2016 par la Commission Européenne, on trouvera dans les « missingor under-developped capabilities », tant « software to enable building of parts » que « post-processing, finishing and post-printing treatments». Une phrase est particulièrement explicite: « AM alone does not lead to the same quality of parts than traditionaltechniques. Finishing and post-processing are therefore still needed to produce parts with AM. This was identified as a criticalissue in the present report».
Afin d'aider à la lecture du présent document, un fichier annexé (voir fichier "synthèse graphique.pdf") présente une synthèse:
-des tâches (WP) et de leur articulation.
-des délivrables.