?tude exp?rimentale et num?rique de la coul?e basse-pression de l'alliage de magn?sium RZ5 dans des moules en sable imprim?s en 3D

par Antonin Sanitas

Thèse de doctorat en G?nie m?canique - proc?d?s de fabrication

Sous la direction de Mohamed El mansori et de Marie Bedel.

Soutenue le 19-12-2017

à Paris, ENSAM , dans le cadre de ?cole doctorale Sciences des m?tiers de l'ing?nieur (Paris) , en partenariat avec Mechanics surfaces and materials processing (MSMP) (laboratoire) et de Mechanics surfaces and materials processing (laboratoire) .

Le président du jury était Etienne Patoor.

Le jury était composé de Mohamed El mansori, Marie Bedel, Satish Bukkapatnam, Emmanuel Mermoz, Pierre Maret.

Les rapporteurs étaient Charles-Andr? Gandin, Mirentxu Dubar.


  • Résumé

    L'utilisation d'alliages de magn?sium est d'un int?r?t majeur pour l?all?gement des structures dans le domaine a?ronautique. Leur principal inconv?nient est leur forte oxydation rendant leur coul?e hasardeuse. Aujourd'hui, l?association de la simulation num?rique avec les proc?d?s automatis?s d'impression 3D de moule en sable et de coul?e Basse-Pression (BP) promet l?am?lioration de la robustesse de fabrication tout en limitant les it?rations ? l??chelle industrielles. Toutefois, ces m?thodes r?centes souffrent d?un manque de donn?es sur la pr?paration et la g?n?ration des d?fauts lors du remplissage des alliages comme le RZ5.Dans ce travail, apr?s avoir d?fini dans quelle mesure les r?gles m?tiers actuelles de pr?paration des alliages Mg-Zr sont adapt?es au proc?d? BP, des essais de coulabilit? exp?rimentaux ? l??chelle industrielle ont ?t? d?velopp?s. L?analyse des donn?es exp?rimentales et de simulations num?riques des ?coulements permettent d??tablir des mod?les analytiques de pr?diction du risque inclusions d?oxydes et de malvenue. Ces mod?les sont utilis?s pour proposer une cartographie du proc?d? limitant les d?fauts de remplissage, et pour d?finir une m?thodologie de conception des grappes de coul?e sp?cifique ? la BP appliqu?e sur une pi?ce industrielle en RZ5.

  • Titre traduit

    Experimental and numeriacl study of RZ5 magnesium alloy Low-Pressure Casting in 3D sand printing molds


  • Résumé

    The use of magnesium alloys has a considerable interest to reduce the mass of components in the aeronautics industry. The main drawback of magnesium alloys is their high oxidization leading to hazardous casting conditions. Nowadays, a renewed interest for magnesium alloys is related to the association of casting simulation software with Low-Pressure Casting (LPC) and sand printing. It should improve process robustness and limit the part design iterations. Nevertheless, these recent process lack of data on melt refining and the castability of magnesium alloy as RZ5 in LPC.This work proposes an experimental analysis of the actual Mg-Zr refining rules to define in what extent they are suitable in LPC process. Experimental castability tests at the industrial scale are then developed and they are compared with fluid flow simulations. They permit to establish analytical models of oxide inclusions and misrun predictions to define a process map limiting these defects. A specific LPC part design methodology is proposed and is applied on an industrial part.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Arts et Métiers ParisTech. Centre d'enseignement et de recherche. Bibliothèque.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.