Etude thermique des bains liquides et son effet sur l’état de surface des pièces fabriquées par le procédé de Fabrication Directe par Projection Laser (FDPL)

Abstract

La fabrication directe par projection laser (FDPL) est un procédé de prototypage rapide et de fabrication des petites séries de pièces complexes, par simple interaction entre un faisceau laser, un substrat, et une poudre projetée. Ce procédé a été largement étudié ces dernières années, à la fois au niveau des propriétés métallurgiques et mécaniques des matériaux obtenus [1], que de la modélisation thermophysique du procédé [2, 3]. L’un des problèmes récurrents du procédé est la mauvaise qualité des états de surface des pièces élaborées [4], qui est directement liée à la taille, la morphologie et l’hydrodynamique des zones fondues. L’objectif de cette étude est de présenter la caractérisation expérimentale des zones fondues générées en FDPL à travers des analyses par caméra rapide, et par différents types d’analyses thermiques (caméra IR, spectrométrie), en considérant un alliage de titane : le Ti-6Al-4V. L’évolution des propriétés des zones fondues avec les paramètres du procédé (distribution spatiale de puissance laser, vitesse de scanning, débit massique) est ensuite discutée dans le détail, et corrélée aux états de surface résultants, afin de proposer des voies d’amélioration du procédé.