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Anticipation des retraits en fabrication additive par fusion laser de poudres métalliques

Durant l'impression 3D de pièces par le procédé LPBF, la fusion de couches de poudre successives crée des déformations dut à la contraction thermique durant leur refroidissement. Présentement, l'impression de plusieurs pièces d'essai est nécessaire afin de trouver la géométrie qui, une fois déformée, aurait la forme souhaitée. Ces essais rendent le procédé LPBS difficile à justifier pour l'impression de pièce unique ou en petite série.

Ce travail de Bachelor a donc comme but d'utiliser des logiciels de simulation par éléments finis afin d'anticiper ces déformations. Pour ce faire, deux séries de simulation ont été menées. La première est une analyse de sensibilité à la taille des éléments voxel afin de caractériser et de comprendre le logiciel de simulation. La deuxième série de simulations a été menée afin d'explorer un éventuel effet d'échelle concernant la taille des pièces. Finalement, deux impressions 3D ont été effectuées afin de comparer les résultats de simulation à la réalité et d'essayer de calibrer le logiciel de simulation.

L'analyse de sensibilité a démontré que la taille des éléments voxel a peu d'influence sur le résultat des déformations. Pour l'effet d'échelle, les simulations ont résulté en une tendance inverse au pièce réellement imprimées, ce qui écarte la possibilité de calibrer le logiciel de manière universelle. Cependant, la calibration par régression linéaire a permis de presque exactement simuler les résultats réels.