Développement de méthodes d'échantillonnage de particules de poudre modifiées lors d'impressions par FSL de l'alliage de titane Ti64

La fusion de lit de poudre par laser (FSL) est une méthode de fabrication additive (FA), souvent appelée impression 3D, qui offre plusieurs avantages comparativement à des méthodes plus conventionnelles telles que la coulée et l'usinage. Notamment, les pièces imprimées peuvent avoir des géométries plus complexes qui permettent l'optimisation des propriétés des pièces tout en minimisant la masse de celles-ci. Un autre avantage de taille est la minimisation des retailles de fabrication par rapport à ce qui se produit avec des méthodes conventionnelles. En effet, à la suite de la fusion du lit de poudre lors de la fabrication de la pièce, une grande partie de la poudre n'ayant pas été fondue peut être récupérée pour des impressions subséquentes. Cependant, la poudre récupérée et recyclée peut avoir été modifiée durant l'impression par FSL. En effet, le passage du laser sur le lit de poudre engendre la génération de particules projetées ailleurs sur le lit de poudre. L'élévation de la température localement près du laser peut aussi affecter thermiquement les particules de telle sorte que leur état soit modifié. L'effet des différentes particules modifiées lors d'une impression sur les propriétés des pièces imprimées n'est pas très bien connu. Il est important de bien caractériser chaque type de particules modifiées (nombre, forme, taille, couleur, composition chimique) pour pouvoir ensuite établir un lien avec des effets sur les pièces imprimées. Dans le cadre de cette étude, deux méthodes d'échantillonnage des projections et des particules affectées thermiquement près des zones du lit de poudre fusionnée ont été développées en collaboration avec Safran Tech et Tekna. La poudre utilisée est de la poudre de Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial) de grade 23. Les échantillons recueillis permettent la caractérisation d'un grand nombre de particules. Quatre types de projections et un type de particules affectées thermiquement ont été identifiés. Parmi les types de projections, on trouve les particules soufflées et non affectées, les particules oxydées et colorées, les particules sphériques de grande taille et les agrégats.