Étude mécanique jusqu’à la rupture des matériaux architecturés obtenus par impression 3D

par Massinissa Hider

Projet de thèse en Doc sciences des materiaux

Sous la direction de Jia Li.

Thèses en préparation à Paris 13 , dans le cadre de École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis) depuis le 03-10-2019 .

Résumé

L'impression 3D est de plus en plus utilisée pour la réalisation de pièces mécaniques. Ce procédé offre de nouvelles possibilités grâce à la grande liberté de formes qu'il autorise. Cependant, il a également une incidence sur les propriétés mécaniques des matériaux obtenus en introduisant une porosité additionnelle ainsi qu’une anisotropie importante. Les interfaces entre les différentes couches superposées lors de l'impression 3D peuvent rendre le matériau plus fragile lorsqu'il est sollicité dans la direction perpendiculaire à ces couches. Un des objectifs de la thèse sera de d’évaluer précisément sur la base d’études expérimentales et numériques l'influence du procédé d'impression 3D sur les caractéristiques mécaniques des matériaux obtenus en allant jusqu'à leur rupture. Pour cela on s'aidera des modèles numériques existants (plasticité, endommagement, rupture) et de la théorie de l'homogénéisation permettant d'étudier une petite portion du matériau pour en déduire son comportement global. Pour gagner en coût, en masse et en temps de fabrication, les géométries imprimées en 3D sont souvent conçues de façon architecturées, c’est-à-dire avec des zones creuses disposées de façon périodique. La disposition des motifs dans le matériau peut être de différents types (nid d'abeille, pantographe, ...), chaque géométrie ayant ses propriétés propres. Un des objectifs de la thèse sera de caractériser le comportement global du matériau obtenu pour des motifs de géométrie simple. Là encore on utilisera la théorie de l’homogénéisation et les modèles existants de plasticité, d’endommagement, et de rupture pour caractériser le comportement du matériau à une échelle macroscopique. On pourra se baser sur des milieux continus généralisés comme les modèles de second-gradient offrant une description plus riche du comportement du matériau que les modèles d’élasticité classiques.

Pas de résumé disponible.