Etude et caractérisation sous sollicitations dynamiques de structures mécaniques en fabrication additive et soustractive

Study and characterization under dynamic loading of mechanical structures in additive and subtractive manufacturing

• Auteur / Autrice : Philippe Lesage
• Direction : Sébastien Roth, Rémy Lachat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 02/04/2024
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon) - Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne [Dijon] / LICB
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de technologie de Belfort-Montbéliard
• Jury : Président / Présidente : Michel Arrigoni
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Roth, Rémy Lachat, Raphaël Dupuis, Christophe Maréchal, Emeline Reboul
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Raphaël Dupuis, Christophe Maréchal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Prototypage rapide

Mots clés libres

Fabrication Additive et Soustrative

Paramètres d'impression

Caractérisation Mécanique

Analyse Modale

Dynamique Rapide

Impact Pénétrant

Additive and Subtractive Manufacturing

Printing Parameters

Mechanical Characterization

Modal Analysis

Fast Dynamics

Penetrating Impact

Résumé

La fabrication additive est en pleine expansion et suscite un intérêt grandissant pour l'industrie, la recherche scientifique et le grand public. Les procédés additifs ont permis des ouvertures pour fabriquer des structures à géométrie complexe par rapport aux fabrications classiques. En revanche, le comportement mécanique des fabrications additives en réponse aux chargements est peu exploré. En particulier la caractérisation mécanique de ces fabrications reste un challenge et se limite souvent à des champs d'investigations pseudo-statiques par des moyens de tests mécaniques classiques tels que des essais de traction. Ce travail de thèse tente donc d'apporter une contribution à la caractérisation mécanique dynamique des fabrications additives sur un champ comparatif avec les fabrications soustractives. Cette contribution repose sur l'utilisation de méthodes modales en réponse à des stimuli « Low Velocity » appliqués au marteau de choc et sur une méthode dynamique « High Velocity » en étudiant le comportement à l’impact de plaques réalisées par procédés additifs (SLM) et soustractifs.

Additive manufacturing is rapidly expanding and attracting increasing interest from industry, scientific research and the general public. Additive processes have opened up opportunities for producing structures with complex geometries compared to traditional manufacturing. However, the mechanical behavior of additive fabrications under loading conditions is not extensively explored. In particular, the mechanical characterization of these fabrications remains a challenge and often limits itself to pseudo-static investigation fields through conventional mechanical testing methods such as tensile tests. This doctoral thesis aims to contribute to the dynamic mechanical characterization of additive manufacturing on a comparative scale with subtractive manufacturing. This contribution is based on the use of modal methods in response to 'Low Velocity' stimuli applied by an impact hammer, and on a 'High Velocity' dynamic method studying the impact behavior of plates produced by additive (SLM) and subtractive processes.