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Conception - Simulation - Essais

A la une

Du nouveau sur les matériaux en fabrication additive

Lors de la Conférence Matériaux qui s’est déroulée à Strasbourg du 19 au 23 novembre 2018, quatre présentations du Cetim ont mis en exergue les avancées du Centre dans l’étude des matériaux utilisés en fabrication additive.

 

Si les avancées sur les technologies de fabrication additive sont nombreuses, les matériaux utilisés et leur comportement en service font également l’objet d’importants travaux. Et tout particulièrement la tenue à la corrosion des pièces. Lors de la Conférence Matériaux qui s’est déroulée à Strasbourg du 19 au 23 novembre 2018, quatre présentations du Cetim (sur 17 concernées à la fabrication additive) ont abordé ce sujet critique.

 

Quatre études pour évaluer la tenue à la corrosion

Le Cetim a d’abord présenté les résultats de travaux visant à étudier le comportement à la corrosion de l’acier inoxydable martensitique 17-4 PH élaboré par fusion laser sur lit de poudre (LBM) et du même acier obtenu par métallurgie conventionnelle, tous deux optimisés par un traitement thermique du type H900 (pour désigner un vieillissement à 480°C pendant une heure). Conclusion de l’étude : le matériau obtenu par fabrication additive entraîne une diminution de la résistance à la corrosion même en appliquant un traitement thermique.

Toujours pour le 17-4 PH obtenu par la technologie LBM, une autre étude du Centre a porté sur l’évaluation de la tenue à la corrosion en examinant quatre traitements thermiques expérimentaux variantes du H900. Si ces traitements améliorent la résistance à la corrosion du matériau, ils ne suppriment pas complètement les effets néfastes de la fusion laser sur la tenue à la corrosion.

L’acier inoxydable 316L doit lui aussi résister à la corrosion en particulier dans les secteurs du transport et de l’énergie où son emploi est fréquent. Afin de connaître sa résistance dans une solution saline à 25°C quand il est issu du procédé Selective Laser Melting (SLM), ce matériau a été étudié à différents états de surface obtenus par des techniques électrochimiques. Les résultats montrent une augmentation de la résistance à la corrosion si la surface du matériau brut de SLM est polie.

Enfin, le Cetim s’est intéressé au développement d’un alliage Chrome-Cobalt obtenu par fusion laser sur lit de poudre (LBM) pour, dans un premier temps, les implants orthopédiques. Des traitements thermiques d’optimisation de la microstructure permettent de répondre aux besoins fonctionnels de ce secteur et offrent des performances accrues par rapport aux pièces obtenues par fonderie. Dans un second temps l’alliage a été évalué pour des applications navales. Résultat : le matériau brut de fabrication additive présente des propriétés fortement anisotropes et un allongement à la rupture faible. Le Centre a donc examiné l’apport de traitements thermiques pour y remédier. Les tests réalisés mettent en évidence l’absence de corrosion métal/métal à 80°C ce qui, comparativement à des alliages à base nickel et des alliages inoxydables super-austénitiques, est intéressant pour des applications en contact avec l’eau de mer.

 

La Conférence Matériaux, organisée sous l’égide de la Fédération Française des Matériaux, se déroule tous les quatre ans depuis 2002. Cette 5 e édition a réuni 1600 participants autour de 200 sessions et plus de 1200 présentations.

 

Retrouvez l’intégralité des résumés des études présentées par le Cetim à la Conférence Matériaux à Strasbourg en téléchargement ci-dessous.

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Présentation

Modélisation et simulation du produit conduisent à une optimisation virtuelle des solutions avant réalisation physique. La tendance est donc à une conception plus performante, en prenant en compte la prédiction de la durée de vie à la fatigue et en optimisant les coefficients de sécurité dans une approche fiabiliste. L’objectif majeur est d’arriver à des délais de développement beaucoup plus courts. Les progrès marquants sont obtenus dans le domaine de la simulation de phénomènes de plus en plus complexes et multiphysiques.
Cet axe technologique rassemble des projets concernant : la conception fiabiliste des produits, la vérification des exigences fonctionnelles et la qualification de la performance, les méthodes d’analyse basées sur le besoin du client, la conception de produits propres et silencieux, la simulation du comportement et du fonctionnement des produits.

Technologies prioritaires

Pour aider l'industrie mécanique à anticiper et faire les meilleurs choix stratégiques, le Cetim, avec l'aide de ses parteneraires, a identifié 53 technologies considérées comme prioritaires pour la mécanique d'ici 2020.

  1. Ecoconception
  2. Tolérance aux dommages en service
  3. Spécification géométrique des produits
  4. Qualification virtuelle (virtual testing)
  5. Conception de produits fiables et sûrs
  6. Interface homme machine
  7. Design et réalité virtuelle
  8. Réalité augmentée
  9. Simulation et optimisation numériques
  10. Chaînage numérique
  11. Conception biomimétique
  12. Big Data
  13. Soudage sans métal d'apport
  14. Méthodes innovantes de conception
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