284 pages - février 2022
ISBN papier : 9781789480542
ISBN ebook : 9781789490541

Code ERC :

PE8 Products and Processes Engineering
PE8_7 Mechanical and manufacturing engineering (shaping, mounting, joining, separation)
PE8_8 Materials engineering (biomaterials, metals, ceramics, polymers, composites, etc.)

 
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Depuis une dizaine d’années, la fabrication additive révolutionne les modes de conception et d’élaboration en autorisant des libertés de design et des fonctionnalités inaccessibles avec les procédés conventionnels, provoquant un engouement extraordinaire de la part des milieux industriels et académiques.

La fabrication additive des alliages métalliques 1 présente un état de l’art de la fabrication additive et de ses différents procédés, allant des matériaux métalliques de départ (sous forme de poudre ou de fil) jusqu’à leurs propriétés après élaboration. Il analyse les matériaux métalliques et la matière de base ainsi que les différents procédés d’élaboration actuels et ceux en devenir. Il précise les principes physiques fondamentaux mis en jeu et la simulation numérique des procédés.

Cet ouvrage offre, pour chaque thématique, un équilibre entre des notions de base et des aspects plus avancés, afin de constituer l’équivalent d’un précis de fabrication additive métallique autant utile aux professionnels du domaine qu’au grand public.

1. Les procédés de fabrication additive métallique
2. La matière première : les poudres et les fils métalliques
3. La physique des procédés de fabrication additive métallique
4. La simulation numérique des procédés de fabrication additive

Patrice Peyre

Patrice Peyre est directeur de recherche CNRS au laboratoire PIMM à Paris. Il est spécialisé dans l’étude de la transformation des matériaux par laser.

Éric Charkaluk

Éric Charkaluk est directeur de recherche CNRS au laboratoire de mécanique des solides de l’École polytechnique. Il s’intéresse à la déformation et à l’endommagement des métaux en relation avec leur microstructure.

Chapitre 1

Les procédés de fabrication additive métallique (pages : 5-102)

Ce chapitre présente les quatre grands procédés de fabrication additive métallique actuels (L-PBF, DED-LMD, E-PBF, DED-WAAM) et trois procédés alternatifs en cours de maturation. Y sont décrits: les principes de base et les paramètres clés de chaque procédé, les types d’application visés, et certains éléments sur les propriétés des matériaux fabriqués.


Chapitre 2

La matière première : les poudres et les fils métalliques (pages : 103-157)

Ce chapitre décrit les différents moyens d’élaboration des poudres et des fils métalliques. Il met également en exergue tous les facteurs importants concernant cette matière première en termes de caractéristiques physico-chimiques et de rhéologie des poudres. En s’appuyant sur différents outils de caractérisation, la matière première révèle une forte influence vis-à-vis des procédés utilisés et des propriétés d’usage visées.


Chapitre 3

La physique des procédés de fabrication additive métallique (pages : 159-207)

Ce chapitre détaille les principes physiques élémentaires des quatre principaux procédés additifs métalliques avec fusion, depuis l’absorption de l’énergie, jusqu’aux régimes de fusion, aux propriétés des zones fondues et aux instabilités hydrodynamiques associées.


Chapitre 4

La simulation numérique des procédés de fabrication additive (pages : 209-253)

Ce chapitre présente les éléments nécessaires à la simulation numérique des phénomènes physiques en fabrication additive. Les principales équations pour simuler le comportement thermo-hydrodynamique du bain liquide et le comportement thermo-métallurgique et mécanique de la pièce sont présentées. Divers exemples illustrent l’intérêt des outils de simulation, capables de prédire des défauts de surface, des porosités, des risques de fissuration.