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06 sep
06/09/2019 14:00

Sciences & Société

Soutenance de thèse : Aoulaiche MOKRANE

Modélisation numérique du Frittage laser des polymères en poudre

Doctorant : Aoulaiche MOKRANE

Laboratoire INSA : CETHIL
Ecole doctorale : ED162 : Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique de Lyon

Ce travail de thèse est dédié à la modélisation et la simulation du procédé SLS pour explorer certaines des relations matériau-procédé-propriétés finales pour le frittage des polymères semi-cristallins. Une approche de modélisation macroscopique basée sur l'hypothèse du milieu homogène équivalent est proposée. Un modèle multiphysique 3D transitoire a été développé en utilisant la méthode des volumes finis. Il considère l'interaction laser-poudre par le biais d'un terme source de volume, le transfert de chaleur et le changement de phase à partir de l'état poudre solide présentant un taux d'air initial vers l'état fondu et de nouveau vers l'état solide tout en prenant en compte les différentes cinétiques de fusion, de densification, de cristallisationet l'évolution des propriétés du matériau dans l'environnement thermique du procédé. En outre, la nature transitoire du procédé et l'évolution dynamique de la géométrie du système avec l'ajout des couches de poudre sont pris en compte dans le modèle.
Le modèle est validé numériquement puis par rapport à des mesures de la littérature. Ensuite, dans le cadre du projet ANR, le matériau concerné est le PA6 Sinterline, ses propriétés caractérisées par notre partenaire du projet (IMP) ont été utilisées dans les modèles. L'effet des paramètres machine : puissance laser, vitesse de scanne, température de préchauffage de la poudre, température du bac de fabrication et l'épaisseur des couches de poudre sur la densification et la cristallisation du matériau fritté ont été analysés.  L'effet des caractéristiques rhéologiques et de la taille des particules sur la qualité de consolidation est également investigué.
Ce travail se termine par les futures extensions sur lesquels les travaux de recherche doivent s'orienter afin d'améliorer la compréhension du procédé.

Informations complémentaires

  • Amphi Chappe (Bâtiment Claude Chappe, TC) - Villeurbanne