Caractérisation de la structure de grain générée par le procédé L-PBF à l'échelle du cordon par l'expérience et la modélisation thermo-métallurgique-mécanique

Characterization of Grain Structure generated by L-PBF process atTrack scale through Experiment And thermo-Metallurgical-MechanicalModelling

• Auteur / Autrice : Zixuan Li
• Direction : Michel Bellet, Manas Upadhyay
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique numérique et Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de mise en forme des matériaux (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Métallurgie, Mécanique, Structures & Solidification
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Mines Paris-PSL

Mots clés

Mots clés libres

Structure de grain

Plasticité anisotropique

Modélisation thermo-métallurgique-mécanique

Grain structure

Anisotropic plasticity

Thermo-metallurgical-mechanical modelling

Résumé

Les activités de recherche porteront sur la caractérisation de la microstructure de grain générée par le procédé de fusion laser sur lit de poudre (L-PBF) à l'échelle du cordon. Le travail consistera, dans un premier temps à simuler cette microstructure par le biais de la modélisation thermo-métallurgique-mécanique de ce procédé, et dans un second temps à valider cette simulation par les mesures expérimentales. Cette modélisation, couplant la métallurgie et la mécanique du L-PBF, intégrera des lois de comportements mécaniques anisotropes.  L'origine des contraintes résiduelles et les défauts tels que la fissuration à chaud seront également étudiés par le nouveau modèle numérique développé.

Research activities of the project will focus on the characterization of the grain microstructure generated by the laser powder bed fusion (L-PBF) process at the track scale. The work will consist, first of all, in simulating this microstructure by means of the thermo-metallurgical-mechanical modeling of one track, and secondly in validating this simulation by experimental measurements. This modeling, coupling the metallurgy and mechanics of L-PBF, will integrate anisotropic mechanical behavior laws. The origin of residual stresses and defects such as hot cracking will also be studied by the newly developed numerical model.