Vol 8 - Numéro 1

Incertitudes et fiabilité des systèmes multiphysiques

Liste des articles

4th edition of the Moroccan Workshop on 3D Printing hosted by Hassan II University Library of Mohamed SEKKAT, Casablanca, 2024

The Moroccan Association of Additive Manufacturing and 3D Printing is an association dedicated among other things to the promotion of scientific research in the promising field of additive manufacturing and 3D printing in Morocco. The organization of workshops is one of the key strategies to achieve this goal.

L’impression 3D de bi métaux est une technologie de pointe, dans laquelle les paramètres du processus et les traitements thermiques jouent un rôle clé sur les propriétés mécaniques, thermiques et structurelles des composants. L’objectif de notre recherche est d’étudier le potentiel de l’impression 3D de matériaux bimétalliques pour différents composants en fonction de chaque besoin. Les procédures utilisées pour évaluer les résultats sont basées sur la puissance du laser, la vitesse de balayage, l’épaisseur de la couche et les matériaux de la fabrication additive et des traitements thermiques. Les matériaux étudiés sont l’Inconel 718, le GH4169, l’acier chromé 316L, l’Inconel 625 et le Ti6Al4V-W7Ni3Fe. L’étude montre également que la vitesse de balayage a un effet important sur les propriétés mécaniques de l’Inconel 718, la valeur de la puissance du laser lorsque la porosité du GH4169 est au minimum. En effet, l’une des autres observations clés de cette étude est que la conductivité thermique et les propriétés mécaniques changent de manière significative avec le traitement du matériau, ce qui renforce la justification de l’optimisation des paramètres de fabrication. Cette étude met en évidence le potentiel de la recherche sur les matériaux à gradient de propriétés et de la simulation numérique dans le développement futur de la fabrication additive d’alliages bimétalliques et apparentés.

Ces dernières années, la fabrication additive a émergé comme une technologie révolutionnaire, ouvrant de nouvelles possibilités de conception. Dans cet article, nous examinons la refonte et l’optimisation de la topologie d’une attelle de poignet pour les techniques de fabrication additive. En tirant parti des capacités de cette méthode de fabrication avancée, cette étude propose d’améliorer la fonctionnalité, l’ergonomie et les performances globales de l’attelle de poignet. Le processus de conception comprend des mesures personnalisées basées sur des scans CT ou 3D, la modélisation 3D et la simulation pour assurer un ajustement optimal et l’intégrité structurelle du dispositif. Après une analyse par éléments finis, nous évaluons les propriétés mécaniques du design optimisé topologiquement. Les résultats confirment que l’approche proposée offre des améliorations significatives en termes de consommation de matière première tout en maintenant la solidité et la ventilation nécessaires au confort du patient. Comparée à l’attelle solide, le poids de l’attelle de poignet et de main optimisée est réduit de 46%.

Le processus de fabrication additive connu sous le nom de Fused Deposition Modeling (FDM) se distingue par de nombreux paramètres à régler. Ces paramètres déterminent les propriétés mécaniques et la qualité globale des pièces imprimées. Parmi ces paramètres, nous nous intéressons à la température de dépôt du filament. En effet, lors de l’impression systématique de chaque couche, les filaments qui la composent subissent une fusion, tant à l’intérieur de la couche elle-même qu’entre les couches successives. La qualité de cette soudure influence significativement la résistance à la propagation des fissures, entre filaments d’une même couche et/ou entre couches superposées. Cet article porte sur l’étude de l’impact de la température de dépôt sur la résistance à la propagation des fissures dans les structures créées par FDM. Une analyse basée sur l’approche J-Integral est développée.

L’objectif de ce document est d’analyser l’impact des paramètres d’impression 3D sur la résistance des pièces d’acide polylactique (PLA). Nous examinerons comment les caractéristiques mécaniques des objets imprimés sont influencées par les propriétés du matériau, la température de l’extrudeuse, la vitesse d’impression et l’épaisseur de la couche. Nous mettons l’accent sur l’importance de la surveillance des paramètres d’impression pour assurer la qualité et la reproductibilité optimales des pièces en utilisant des tests de traction sur les échantillons. Pour élaborer des modèles empiriques qui établiront une corrélation entre les paramètres d’impression et les propriétés mécaniques, nous utiliserons la méthode Taguchi.Notre objectif est de trouver les paramètres optimaux, tels que l’épaisseur de la couche, la température d’extrusion et la vitesse d’impression, afin de maximiser la rigidité des pièces imprimées en 3D.

La fabrication additive, en particulier le Dépôt de fil fondu (DFF), a révolutionné la fabrication de produits personnalisés, offrant une opportunité de créer des pièces complexes. Cependant, la complexité inhérente de ces pièces nécessite une attention particulière pour les analyser, notamment pour comprendre leurs propriétés mécaniques. Cette étude utilise une méthode de l’homogénéisation pour déterminer ces propriétés en utilisant une technique à deux échelles. Notre investigation explore l’influence de l’orientation de fabrication (Flat, On-edge, Up-right) sur le module de Young longitudinal. Pour ce faire, nous commençons par créer l’élément de volume représentatif (RVE) approprié qui incarne la microstructure des spécimens imprimés en 3D. Ensuite, nous calculons les propriétés orthotropes de ce RVE en utilisant l’outil Material Designer. Puis, ces propriétés sont intégrées dans le spécimen subdivisé en utilisant des références de matériaux dans ANSYS Workbench. Enfin, nous validons nos résultats numériques avec des résultats expérimentaux.

La fabrication additive (FA) est une technologie innovante et prometteuse qui permet de créer des géométries complexes avec une grande précision. Cependant, les pièces fabriquées à l’aide de cette technologie présentent des contraintes résiduelles et des déformations, ce qui entrave son adoption à grande échelle. Le dépôt sous énergie dirigée (DED) se distingue comme une technique de FA prometteuse, offrant un taux de dépôt élevé par rapport à d’autres procédés de FA. Le DED utilise une source d’énergie focalisée, telle qu’un laser ou un faisceau d’électrons, pour faire fondre le matériau au fur et à mesure de son dépôt, permettant ainsi la création et la réparation de géométries complexes. La flexibilité dans l’utilisation des matériaux et la capacité à contrôler la microstructure pendant le processus rendent le DED plus adapté aux applications de haute performance dans les industries aérospatiale, automobile et biomédicale. La modélisation par éléments finis (FEM) du processus de DED peut prédire le bain de fusion et le profil de température sans avoir besoin d’expérimentations extensives, ce qui permet d’économiser considérablement du temps, des matériaux et de l’argent. Dans la présente étude, la FEM d’un processus de DED à grande épaisseur de couche est développée en utilisant le modèle de source de chaleur gaussienne pour étudier l’effet de différents paramètres de processus. Le modèle vise à améliorer la compréhension du comportement thermomécanique pendant le processus de DED et à optimiser les paramètres du processus pour améliorer la qualité et la performance des pièces.

Le procédé FDM (Fused Deposition Modeling) est largement utilisé pour diverses applications car il offre de nombreux avantages. Les propriétés mécaniques des pièces fabriquées en utilisant la technique FDM sont très critiques. Pour cette raison, il est important de comprendre comment différentes valeurs de paramètres de processus affectent ces propriétés. Le but de cette recherche est de fournir des informations relatives à l’influence de divers motifs de remplissage et de densité de remplissage. Une revue de la littérature est effectuée sur la base des recherches actuelles qui étudient le processus d’impression 3D FDM des matériaux polymères. Les résultats montrent que le pourcentage de remplissage et l’épaisseur de la couche sont les paramètres de processus les plus influents sur la plupart des propriétés mécaniques du matériau. En outre, ce travail identifie les lacunes dans les études existantes et souligne les possibilités de recherche future.