Thèse soutenue

Etude du polissage électrolytique plasma de pièces en AS7G06 issues de la fabrication additive
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Auteur / Autrice : Anthony Spica
Direction : Laurent AruraultJérôme Roche
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance le 23/10/2020
Etablissement(s) : Toulouse 3
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Matière (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Inter-universitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux (Toulouse ; 1999-....)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Juan Creus, Alain Denoirjean, Pierre Chamelot, Marie-Laure Doche
Rapporteurs / Rapporteuses : Juan Creus, Alain Denoirjean

Mots clés

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Résumé

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La fabrication additive (FA) est une technologie d’élaboration et de mise en forme actuellement en plein développement dans le domaine des matériaux métalliques. Toutefois, à la fin du processus de fabrication, les surfaces des pièces métalliques ont typiquement une rugosité élevée (Sa = 20 µm), associée notamment à la présence en surface de particules partiellement fondues, qui peuvent en outre se détacher ultérieurement. Cet état de surface est dommageable car il peut entraîner un risque de corrosion et une diminution de la tenue en fatigue de la pièce. De plus, de nombreuses applications nécessitent des états de surface rigoureusement contrôlés, du point de vue de la rugosité et de l’esthétique. Il est donc important, après FA d’une pièce, de procéder à des traitements de parachèvement de la surface, notamment de polissage, qui peuvent être usuellement chimiques ou électrochimiques. Ces travaux de thèse ont pour objectif l’étude du polissage électrolytique plasma (PeP), qui est un nouveau procédé jusqu’alors peu étudié, en particulier sur les alliages d’aluminium et sur les pièces issues de FA. Cette nouvelle technologie est basée sur la formation, autour de la surface du substrat, d’une couche diélectrique mince, constituée d’une fine gaine de vapeur issue de l’échauffement local par effet joule de l’électrolyte aqueux au voisinage de la pièce métallique. Deux substrats d’aluminium ont été étudiés : le premier est un alliage d’aluminium 1050 (99,5 % de pureté) qui sert de référence. Le second, est un alliage d’aluminium AS7G06 issu de FA. Ces travaux ont notamment permis de corréler les paramètres opératoires du procédé (tension, durée, électrolyte) aux caractéristiques de surface (rugosité, brillance) après traitement. Il a été ainsi montré que la tension et la profondeur d’immersion de la pièce sont des paramètres qui ont un impact significatif sur les performances de polissage. L’étude du bain électrolytique a également permis de montrer l’importance de sa température et de sa composition (initiale et au cours du temps) sur l’abattement de la rugosité. En conclusion, ces travaux ont permis, pour la première fois et avec succès, de mettre en œuvre le procédé PeP sur alliage d’aluminium AS7G06 mis en forme par FA. L’optimisation des paramètres opératoires du procédé permet à présent d’en réduire la rugosité globale jusqu’à 87%, et ce en seulement quelques minutes.