Thèse soutenue

Étude de la génération des topographies de surfaces latérales issues du procédé LPBF pour un alliage d’aluminium AlSi10Mg
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Auteur / Autrice : Elina Masiagutova
Direction : Philippe BertrandFrédéric CabanettesAlexey Sova
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et ingénierie
Date : Soutenance le 11/07/2022
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole nationale d'ingénieurs (Saint-Etienne ; 1961-....) - École Centrale de Lyon (1857-....)
Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône ; 1970-)
Jury : Président / Présidente : Hanlin Liao
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Bertrand, Frédéric Cabanettes, Alexey Sova
Rapporteurs / Rapporteuses : Clément Keller, Sylvie Castagne

Résumé

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Dans le cadre de ce travail, la génération des surfaces produites par le procédé de fusion laser sur lit de poudre LPBF a été étudiée. Le LPBF est un procédé de fabrication additive qui peut conduire à de nouvelles opportunités (fabrication de structures complexes avec canaux internes, structures lattices). Ce procédé attire donc une attention considérable en particulier dans l'industrie aéronautique. Une étude de l’influence des paramètres primaires du procédé LPBF sur la génération des surfaces a été réalisée. Au cours de cette étude, la relation entre la rugosité des surfaces supérieures et latérales et la densité du matériau a été établie. Cela a permis de déterminer la première fenêtre de paramètres optimaux.Une analyse de la dispersion de la rugosité et la reproductibilité du procédé ont ensuite été réalisées. Cette analyse a révélé une importante dispersion de la rugosité, notamment d'une face à l'autre. En conséquence, des recommandations sur les mesures de surface ont été proposées.L'effet de différents paramètres secondaires est également étudié afin de mieux comprendre la génération de la surface latérale et de l'optimiser. Cette étude a montré que les compensations et les réglages de contour sont des paramètres clés qui peuvent contribuent à la réduction de la rugosité des surfaces latérales. Sur la base des résultats de ces études, la rugosité a pu être diminuée d’un Sa de 40 µm à un Sa de 10 μm.Enfin, cette thèse présente une nouvelle approche de modélisation de génération des topographies des surfaces latérales. L’approche est basée sur la géométrie du cordon (rayons de courbure). Elle permet de prendre en compte la position des cordons et des couches et prédit la rugosité pour différentes stratégies de lasage et paramètres de compensation.