Université de Franche-Comté

Fabrication additive : une réponse énergétique des pièces différente

Elle est à l’origine de la réalisation d’objets aux formes les plus extravagantes, ouvre à des perspectives de créativité inédites et à des possibilités de fabrications uniques ou en petites séries à moindre coût : la fabrication additive, procédant par ajout de matière et bousculant les traditions de fabrication par usinage, a un plus d’un atout dans son jeu. À partir de polymère, de métal ou encore de céramique, elle met en œuvre différentes techniques qui, pour être bien maîtrisées et en développement constant, n’en laissent pas moins certaines questions en suspens. Celle des propriétés des objets présente de véritables zones d’ombre, et intéresse de près Philippe Lesage, enseignant en résistance des matériaux à l’UTBM et ingénieur en essais environnementaux au sein de l’équipe COMM du laboratoire ICB 1. La méthode de caractérisation qu’il a mise au point avec ses collègues permet d’analyser des pièces métalliques et de comparer les propriétés d’objets de formes identiques, obtenues par usinage et par fabrication additive. « Si certaines propriétés sont équivalentes, la réponse énergétique des pièces n’est, elle, pas la même selon le procédé de fabrication employé. »

Tests sur pièces obtenues par fabrication additive

Tests sur pièces obtenues par fabrication additive

La méthode développée ici combine analyses modales et tomographiques pour élaborer des comparaisons d’ordre mécanique et topologique sur des alliages d’aluminium, et va plus loin que les tests physicochimiques auxquels les techniciens ont habituellement recours. Marteau de choc et banc vibrant servent à mettre les pièces en situation de fonctionnement réel, à les soumettre à des contraintes sur de longues périodes. Résultat : certaines pièces issues de la fabrication additive présentent des fissures, alors que pour une même sollicitation, leurs clones obtenus par usinage sont intacts. Une explication à ce phénomène serait à chercher du côté de la porosité du matériau : « Les pores et les fissures que peuvent engendrer dans le matériau les procédés de fabrication additive pourraient être des lieux d’absorption d’énergie, qui rendraient la pièce plus vulnérable aux contraintes sur le long terme ». Les travaux des chercheurs s’orientent dans cette direction sans toutefois négliger d’autres pistes d’interprétation possibles. La méthode de caractérisation mise au point devrait être déclinée à d’autres matériaux usuels en fabrication additive ; la preuve de concept initiale a fait l’objet en avril dernier d’une publication scientifique dans la revue de référence Mechanics Research Communications.

 

1 COMM : Conception, optimisation et modélisation en mécanique. ICB : Laboratoire interdisciplinaire Carnot de Bourgogne

Contact : ICB - Équipe COMM
Philippe Lesage
Tél. +33 (0)3 84 58 31 35
philippe.lesage@utbm.fr
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