CHAPITRE 3-RÉSULTATS, ANALYSES ET
DISCUSSIONS
Figure 3-4: Variation des dimensions du bain en
fonction de la densité d'énergie
volumique (DEV) pour un (a)
substrat en Ti6Al4V et (b) substrat avec poudre du même
matériau
Il est observé que la largeur et la profondeur
augmentent avec la densité d'énergie pour les deux cas substrat
et lit de poudre, respectivement. En combinant les analyses micrographiques
précédentes avec les points d'inflexions observés dans la
Figure 3.4, il est possible d'identifier les différents régimes
de fusion. Dans le cas du modèle de substrat (Fig.3.4a), le premier
point d'inflexion est la valeur seuille localisée à la
densité d'énergie, DEV de 42 J/mm3. En dessous de
cette valeur, le régime humping et conduction sont prédominants.
Lorsque la DEV est supérieure au second point d'inflexion de 52.2
J/mm3, c'est plutôt le régime de fusion keyhole qui est
prédominant. Le régime de transition mentionné
précédemment se trouve entre les deux points d'inflexions. Ce
résultat confirme bien que les valeurs 42 et 52.2 J/mm3 sont
bien des valeurs seuilles qui permettent de passer du régime conduction
au régime transition et du régime transition au régime
keyhole.
L'aspect de rapport (AR) profondeur/largeur du bain de fusion
a été montré comme un paramètre susceptible
d'être corrélé avec les différents régimes de
fusion. Par exemple, pour le cas de poudre Qi et al. ont
trouvé que lorsque AR < 0.5 on est en régime de conduction, en
régime transition lorsque AR est compris 0.5 et 1.1 et en régime
de keyhole lorsqu'on a 1.1<AR, respectivement. Tenbrock et al.
ont défini pour les aciers inoxydables, qu'il y'a régime
keyhole
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CHAPITRE 3-RÉSULTATS, ANALYSES ET
DISCUSSIONS
lorsque aspect de rapport est supérieure à 0.8
tandis que la fusion en régime conduction si cet aspect de rapport est
inférieur à 0.8.
D'après la figure 3.5, on observe les mêmes
seuils d'énergie de transition entre les différents
régimes de fusion. Dans le cas du modèle sans poudre, on trouve
que la fusion est en régime keyhole lorsque AR est supérieur
à 1.3, en régime conduction si AR est inférieur à
1.05 et en régime transition lorsqu'il est compris entre 1.05 et 1.3.
Pour le cas avec poudre on trouve que le régime keyhole
est prédominant si AR est supérieur à 1.05, tandis que le
régime conduction prédomine si AR est inférieur à
0.7 et le régime transitoire lorsque AR est compris entre 0.7 et 1.05.
En conclusion, ces valeurs peuvent être utilisées comme
critères permettant d'identifier le régime de fusion en SLM des
alliages de Ti6Al4V. Ces critères permettront de s'affranchir des
analyses métallurgiques qui sont parfois très couteuses.
Figure 3-5: Variation de l'aspect rapport
profondeur/largeur du bain en fonction de la
densité d'énergie
volumique (DEV) pour un (a) substrat en Ti6Al4V et (b) substrat avec
poudre
du même matériau.
Pour discuter de la précision des résultats obtenus
précédemment nous avons réalisé des simulations du
procédé de fabrication avec les modèles numériques
développés au sein de l'entreprise ESI Group à Rungis en
France.
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