Analyse du retrait et réduction des déformations en stéréolithographie

par Abdellaziz Touati

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Serge Corbel.

Soutenue en 1998

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    La stéréolithographie est un procédé de fabrication d'objets en polymère base sur la photopolymérisation d'un monomère liquide en polymère solide à l'aide d'un faisceau laser. Une des limitations de ce procédé est due au phénomène du retrait pendant la polymérisation qui entraine une imprécision sur la dimension des pièces. Notre étude concerne la compréhension du phénomène du retrait. Celui-ci dépend de la cinétique de la réaction de polymérisation, de la contraction volumique, mais aussi du temps mis pour balayer une ligne de monomère. En effet, un balayage lent entrainera moins de retrait qu'un balayage rapide car la majorité du retrait est compensée pendant l'irradiation de l'échantillon. Nous avons utilisé cette constatation pour déterminer une stratégie de remplissage de couches basée sur deux paramètres : motifs de remplissage et segmentation des lignes. Afin de nous rapprocher des conditions réelles des pièces fabriquées par stéréolithographie, nous avons optimisé le balayage pour réduire l'interaction entre les couches. Cette procédure minimise la déformation engendrée par le contact de deux couches successives. Les résultats indiquent que nous pouvons réduire significativement les déformations à l'aide de nouveaux motifs de remplissage. De plus, une simulation de ces déformations, à l'aide d'un modèle géométrique, a permis de décrire la déformation d'un voxel isolé ou en interaction avec son voisin. Cette simulation permet de décrire la relaxation d'une ligne au cours du balayage et de montrer que la déformation augmente en fonction du temps. Les résultats de cette simulation sont en accord avec les observations expérimentales concernant la déformation d'une poutre : le balayage alterne évite la propagation de la déformation (effet mémoire) et minimise l'interaction entre les éléments irradiés, c'est-à-dire les tensions internes générées. L’ensemble des études expérimentales, de modélisation et de simulation permet actuellement de mieux contrôler la précision des pièces fabriquées par stéréolithographie

  • Titre traduit

    Shrinkage analysis and reduction of deformations in stereolithography


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Informations

  • Détails : 1 vol. (200 p.)
  • Annexes : 70 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
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