Hybridation procédés conventionnels et impression 3D métallique 

Hybridization of conventional processes and metallic 3D printing

• Auteur / Autrice : Mohamad Rostom
• Direction : Léa Le joncour, Mahdi Chemkhi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Optique, Nanotechnologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Pour l'Ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Systèmes Mécaniques et d'Ingénierie Simultanée

Mots clés

Mots clés libres

Hybridation des procédés

Fabrication additive indirecte

17-4PH acier inoxydable

Hybridization

Indirect additive manufacturing

17-4PH stainless steel

Résumé

Récemment, les procédés hybrides qui fusionnent différentes techniques de fabrication individuelles ont suscité une attention considérable, en particulier ceux qui intègrent la fabrication additive (FA) et les procédés de fabrication conventionnelle. Dans cette étude, une procédure de fabrication hybride a été développée dans le cadre du procédé FA par extrusion de la matière chargé en poudre métalliques. Ce travail de recherche vise à évaluer la faisabilité de relier une pièce en acier inoxydable 17-4PH fabriquée par extrusion de la matière avec une pièce fabriquée de manière conventionnelle (usinage) avec le même matériau, à travers l'étape de frittage. Plusieurs cylindres creux ont été imprimés, suivis d'un déliantage thermo-chimique et d'un séchage. Ensuite, les cylindres fabriqués de manière conventionnelle ont été insérés dans les trous, puis les ensembles ont été frittés pour avoir à la fin une seule pièce adhéré. Des mesures dimensionnelles préliminaires et une analyse de l'écart ont été réalisées sur les pièces fabriquées. De plus, le profil de nano-dureté et la microstructure à l'interface ont été respectivement déterminés et analysés pour vérifier la présence du durcissement tout en s'approchant de l'interface. Enfin, la résistance à l'adhésion a été testée en appliquant des tests de traction. En conclusion, il peut être déduit que le procédé hybride démontré est prometteur pour créer des systèmes combinant des géométries complexes et simples adhérentes, à un coût, un gaspillage de matériau et un temps de production réduits.

Recently, hybrid processes that amalgamate different individual manufacturing techniques have gained considerable attention, especially the ones that incorporate additive manufacturing (AM) and conventional manufacturing (CM) processes. In this study, a hybrid manufacturing procedure was developed within the metal material extrusion (MEX) AM process. This research work aims to assess the feasibility of linking a 17-4PH stainless steel MEX-ed part to a conventionally fabricated piece of the same material, during the sintering step. Several hollow cylinders were printed and then thermo-chemically debinded and dried. After that, the conventionally manufactured cylinders were placed in the holes and subsequently, the assemblies were sintered. Preliminary dimensional measurements and gap size analysis were conducted on the fabricated parts. Moreover, the nano-hardness profile and the microstructure at the interface were determined and analyzed, respectively, to verify the presence of material hardening. Finally, the adhesion strength was tested in tension. Finally, it can be deduced that the demonstrated hybrid process is promising for creating systems that combine adherent intricate and simple geometries at a low cost, material waste and production time.