Les recherches presentees au travers de ce travail de n d'etudes ont ete menees au sein du departement Recherches & Technologies de la societe Safran Aero Boosters qui evolue dans les domaines de l'aeronautique, de l'aerospatial et de la defense. Depuis une dizaine d'annees, les techniques de fabrication additives sont en train de changer notre maniere de concevoir et de dimensionner, mais egalement, plus profondement, notre facon de penser. Safran Aero Boosters a investi dans la technologie Electron Beam Melting par l'acquisition d'une machine de fabrication additive, l'Arcam Q20+. Ce procede permet de faire fondre de la poudre de titane a l'aide d'un faisceau d'electrons, an de creer une piece couche par couche. Bien que possedant un reel potentiel, notamment en matiere de gain de masse, cette technologie tres recente demande encore a monter en maturite, ce qui se fait par l'impression d'un grand nombre de pieces „eprouvettes”. Cependant, l'importante capacite de la machine rend ces tests tres longs et tres onereux. Ce projet a pour objectif de creer une chambre de construction reduite an de fournir a Safran Aero Boosters le moyen materiel de realiser des campagnes d'impression de pieces tests, a moindres couts et en un temps reduit. Tout au long de ce travail, les etapes suivantes ont ete realisees : la conception d'une chambre de construction reduite ; l'etude du modele thermique developpe par Arcam pour controler les parametres de fusion ; le dimensionnement des elements de la nouvelle chambre ; la mise en plan et le suivi de la fabrication aupres d'un atelier de mecanique de precision. Laisser libre cours a notre imagination et la liberer des contraintes pratiques engendrees par les limitations des technologies conventionnelles, voici ce que nous ore la fusion par faisceau d'electrons. Comme l'a dit Barack Obama dans son Discours sur l'etat de l'Union en 2013: „L'impression 3D possede le potentiel de revolutionner la maniere dont nous fabriquons presque tout”.
Inhaltsverzeichnis (Table of Contents)
- Avant-Propos
- Fabrication additive
- Safran Aero Boosters
- Pertinence de la fabrication additive en a´eronautique
- La Fabrication Additive
- Description globale
- Classification des technologies m´etalliques.
- Powder Bed Fusion
- Technologies laser
- Fusion par faisceaux d’´electrons - Electron Beam Melting (EBM)
- Electron Beam Melting
- EBM hardware
- Proc´ed´e EBM
- Pr´e et post-fabriquation
- Fabrication
- R´ecapitulatif du proc´ed´e EBM
- Mat´eriaux de fabrication
- Le titane
- La poudre de titane
- Post-traitements.
- Variation des param`etres de process
- Traitements thermiques et Compression Isostatique `a Chaud
- D´efauts de fabrication
- Le Swelling
- Les porosit´es en surface
- Le Smoke
- Rappel de R´esistance des Mat´eriaux
- Contexte
- Loi de Hooke
- R´esistance et temp´erature
- Caract´eristiques des moyens d’assemblage
- Assemblage soud´e
- Joints soud´es
- Proc´ed´e de soudage sous flux gazeux
- D´eformations et contraintes r´esiduelles
- Assemblage viss´e
- D´esignation des classes de qualit´e
- Aptitude au service
- Dimensionnement des assemblages
- Dimensionnement d’une soudure
- S´ecurit´e structurale
- cordons d’angle
- Plan critique
- R´esistance sous contrainte
- Dimensionnement d’une vis
- S´ecurit´e structurale
- R´esistance des vis
- Conception de l’Outillage
- Contexte
- Incertitudes de l’environnement.
- Dimensions et encombrement
- Param´etrage de la hauteur
- Param´etrage de la position de pr´el`evement
- Choix de la mati`ere des moyens d’assemblage
- Concept de l’outillage
- La chambre de construction
- La connexion au piston
- Les r´educteurs de poudre
- Les r´eservoirs de poudre
- Dimensionnement de l’Outillage
- Identification des points critiques
- Calculs des donn´ees pour assemblages viss´es
- Sections ´equivalentes
- Dimension des trous
- Implantation des vis
- V´erification des pi`eces critiques
- Profil en U
- Vis d’appui
- Barres de retenues
- Plats de blocage - sollicitation verticale
- Plats de blocage - sollicitation horizontale
- Raidisseur central
- Mise en Plan.
- Introduction au Mod`ele Thermique
- Historique du mod`ele thermique
- Equilibre de temp´erature.
- Courant 1D-Calc
- D´ependance de la longueur des lignes de fusion
- Fonction de vitesse
- Fonction d’´epaisseur
- Fonction demi-tour
- Conclusion
- Influence sur le Proc´ed´e
- Modification du comportement thermique
- Temps de fabrication
- Quantit´e de poudre
- Conclusion
- R´esultats atteints
- Perspectives
- Exp´eriences personnelles
- Annexes
- Gamme des machines Arcam
- Compl´ement de table de donn´ees
- Alliage de titane T i6Al4V
- Acier inoxydable 304L
- Acier inoxydable 316L
- Aluminium 6061-T6
- Caract´eristiques des vis selon la classe de qualit´e
- Comparaison des alliages de titane, d’aluminium et de fer-carbon
- Param`etres et r´esultats de simulation par ´el´ements finis.
- Mod´elisation math´ematique du mod`ele thermique
- Mise en plan de l’´eprouvette utilis´ee lors de l’estimation du gain de poudre.
- Cas d’Etude d’un Profil Plein Carr´e
- Note de support `a la lecture de dessins techniques
- Plan de l’outillage.
- Liste des Abr´eviations et Acronymes
- Liste des Figures
- Liste des Tableaux
- R´ef´erences Bibliographiques
- Citar trabajo
- Eric Dawir (Autor), 2017, Conception d'une chambre de construction réduite pour une machine de fabrication additive métallique de type Electron Beam Melting, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/385027
