Stéréolithographie pour la fabrication de céramiques

par Catherine Hinczewski

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, basé sur la photopolymérisation d'un monomère liquide en un polymère solide à l'aide d'un faisceau laser. Une des limitations de ce procédé est la faible résistance mécanique du polymère qui restreint fortement ses applications. L’objectif étant de mettre au point un nouveau procédé de stéréolithographie pour la fabrication de pièces céramiques, le monomère a été remplacé par une suspension constituée de poudre d'alumine, de dispersant, de résine, et d'amorceur. La mise en forme par stéréolithographie est suivie d'un traitement thermique durant lequel le polymère est éliminé. Un frittage à 1580°C confère aux pièces leurs propriétés finales. Les principaux résultats concernent : _ l'optimisation des propriétés rhéologiques et de la réactivité photochimique des suspensions ; elle a permis de réaliser une suspension céramique fortement chargée (58% en volume d'alumine), stable et homogène, adaptée à la mise en forme par stéréolithographie ; _ la modification du montage de stéréolithographie et l'optimisation de la mise en place des couches, pour la fabrication de pièces céramiques de formes complexes ; _ la mise en évidence de la diffusion de la lumière par les particules céramiques ; des modèles empiriques pour l'épaisseur et la largeur polymérisées permettent de rendre compte de ces phénomènes, _ l'optimisation des conditions de fabrication pour la caractérisation des propriétés mécaniques et de l'état de surface des objets frittes. En particulier, l'intervalle de balayage laser et le motif de remplissage d'une couche ont une influence prépondérante sur la résistance mécanique : la contrainte à la rupture en flexion trois points atteint 450 MPa. Ce travail de recherche a montré la faisabilité du nouveau procédé grâce, notamment, à la réalisation d'un petit moule de démonstration en alumine.

  • Titre traduit

    Stereolithography for the manufacturing of ceramics


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Informations

  • Détails : 1 vol. (269 p.)
  • Annexes : 123 réf.

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  • Cote : 85 HIN
  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
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