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(1) Presentation(s)

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Ven. 28/05/2021 09:30 Amphi Jean Jacques Moreau, Bâtiment 2, RdC

Soutenance de Thèse
CAMBON Camille (LMGC - équipe AS)
Cette soutenance sera accessible en visio. Le lien vous sera communiqué la veille de la présentation
Étude thermomécanique du procédé de fabrication additive métallique arc-fil: approches numérique etexpérimentale

Sommaire:

La fabrication additive, en complément des techniques de fabrication traditionnelles, procède par ajout de matière pour la construction de pièces mécaniques. Parmi les différents procédés de fabrication additive existant, cette thèse s’intéresse tout particulièrement au procédé de fabrication additive métallique arc-fil désigné également par l’acronyme anglais WAAM qui signifie Wire Arc additive Manufacturing. Celui-ci se base sur les technologies du soudage à l’arc pour fabriquer des pièces par empilements successifs de cordons de soudure. Si la technologie est plutôt bien assimilée pour produire des pièces non fonctionnelles et des dispositifs d’aide à la production tels que des prototypes,l’enjeu porte actuellement sur la fabrication en série de pièces fonctionnelles impliquant des problématiques mécaniques.En effet, la mise en fusion du métal lors du dépôt génère des zones de plastification dans les cordons et leurs alentours qui engendrent la formation de contraintes résiduelles et de déformations dans la pièce finale. Le premier objectif de cette thèse est de comprendre la génération de ces contraintes résiduelles et de ces déformations au cours du procédé par une approche numérique couplée à une approche expérimentale. Pour cela, une configuration de dépôt spécifique est étudiée. Cette dernière consiste à déposer un cordon sur l’épaisseur d’une plaque maintenue uniquement sur l’une de ses extrémités. En laissant les autres bords libres les contraintes liées au bridage sont peu influentes. Compte-tenu de cette configuration, le modèle thermomécanique mis en place est bidimensionnel et traité sous l’hypothèse des contraintes planes. L’ajout de matière est considéré au fur et à mesure de la construction du cordon avec une méthode de maillage adaptée. Les résultats numériques sont comparées aux données expérimentales relevées en cours de procédé ou en post-procédé afin de discuter la validité du modèle. L’autre objectif de cette thèse est de mettre en évidence l’influence des paramètres procédés sur le comportement thermomécanique des pièces fabriquées. Pour cela, trois jeux différents de paramètres procédés sont définis en fonction de l’énergie linéique de dépôt mise en jeu. Les différences et similitudes constatées numériquement et expérimentalement, aussi bien au niveau des champs thermiques que des champs mécaniques, sont discutées. Enfin, le dernier objectif de cette thèse est de construire un modèle de Déformations Inhérentes qui permette d’estimer rapidement les niveaux de contraintes résiduelles et de déformations pour n’importe quelle structure 3Dréalisée avec des paramètres procédés déterminés. Pour cela, une analyse des déformations plastiques obtenues avec la modélisation thermomécanique est réalisée. Ces dernières sont ensuite implémentées comme données d’entrée dans un modèle en Déformations Inhérentes avec la configuration étudiée. La répartition et les niveaux des contraintes résiduelles ainsi que la déformée globale de la pièce obtenus pour le modèle thermomécanique et le modèle en Déformations Inhérentes sont comparés et discutés


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