Description du sujet de thèse

Mise en œuvre d’alliages d’aluminium modifiés lors du procédé L-PBF. Etude de la stabilité des zones fondues et des microstructures formées et lien avec les propriétés thermo-physiques.

La fabrication additive révolutionne les modes d’élaboration des pièces métalliques de par l’extraordinaire liberté de conception et design qu’elle apporte. Simultanément, le développement de nouveaux alliages métalliques sous forme de poudres adaptés aux procédés de fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre (L-PBF) est un enjeu industriel et scientifique majeur. Outre les propriétés métallurgiques des matériaux, leur stabilité en cours de fusion laser, et la limitation de la quantité d’éjectas liquides formés sont de première importance.
Le projet ANR PRC DALAILAMA (02/12/24-01/12/28) vise à développer des alliages d’aluminium modifiés pour la fabrication additive L-PBF, en se basant sur des calculs thermodynamiques initiaux, puis en évaluant différentes compositions chimiques des poudres lors de la mise en œuvre du procédé additif.
La thèse, réalisée dans le cadre de l’ANR et en partenariat avec les autres membres du consortium (LGF- Mines St Etienne, Mateis-Lyon, CEA-Grenoble) aura pour objectif la mise en oeuvre sur mini-machine L-PBF instrumentée de différentes catégories de poudre d’aluminium de compositions chimiques variables, de caractériser la stabilité des zones fondues et les éjectas liquides par imagerie rapide, puis d’analyser les microstructures formées sur des formes géométriques simples. Dans un second temps, il s’agira de caractériser les propriétés thermo-physiques des matériaux à l’état liquide (tension de surface, viscosité) afin de comprendre l’origine des instabilités formées en cours de procédé, et afin de hiérarchiser les alliages en fonction de leur stabilité.
Cette étude permettra in fine la validation de nouveaux alliages d'aluminium modifiés pour les procédés additifs laser.

Contexte de travail

La thèse aura lieu dans les locaux du laboratoire PIMM situé au 151 Bd de l'Hôpital à Paris, et plus spécifiquement au sein de l'équipe Procédés Laser, et sur la plateforme de Fabrication Additive.
Elle est financée dans le cadre du projet ANR DALAILAMA (PRC 03/12/2024-02/12/2028), en partenariat avec les autres membres du consortium (LGF- Mines St Etienne, Mateis-Lyon, CEA-Grenoble)

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