La fabrication additive basée sur l'utilisation d'arcs électriques dispose d'un grand potentiel pour de nombreuses applications industrielles en raison de nombreuses avancées relativement récentes en matière de robotique, de technologies de soudage et de fabrication assistée par ordinateurs.
Deux préoccupations principales font toutefois actuellement l'objet de travaux de recherche. La première est celle de l'obtention de géométries conformes à celles spécifiées lors de la conception : fidélité par rapport au modèle, degré de rugosité, et dimensions en dehors des tolérances. Diverses questions demeurent effectivement en suspend pour ce qui concerne la programmation des trajectoires optimales ou l'influence des différents paramètres du procédé sur les géométries obtenues. La seconde problématique majeure réside dans l'ajustement et la détermination des caractéristiques mécaniques et des microstructures, ces aspects ayant bien entendu des conséquences directes sur la qualité des fabrications.
La combinaison de ces deux sujets et de leurs intrications n'a pour le moment fait l'objet que de peu de publications dans le cas des procédés de fabrication à l'arc. Les corrélations entre les conditions de refroidissement et les propriétés obtenues peuvent constituer une bonne première approche pour traiter de ce type de considérations. L'historique de températures dépend de trois facteurs clés : l'apport d'énergie, la température entre passes, et les conditions de dissipation de la chaleur, qui sont très dépendantes de la géométrie des composants. Les dimensions ou le volume du bain de fusion dépendent également de ces trois facteurs.
Cette étude présente une approche ayant visé à adapter les trajectoires de la source d'énergie et la taille du bain de fusion à des caractéristiques pré-déterminées. En contrôlant les dimensions du bain de fusion, le refroidissement du métal fondu peut être ajusté dans une certaine mesure, ce qui permet d'obtenir une microstructure voulue et des caractéristiques mécaniques localement spécifiques. La phase expérimentale de l'étude a consisté en l'utilisation d'un fil d'apport en acier faiblement allié (G50 7 M21 4Mo selon ISO 14341-A, ER80S-D2 selon AWS A5.28) ; le gaz de protection utilisé était quant à lui de type M21 (82% d'argon et 18% de CO2).
Auteur(s) : TREUTLER K., GEHLING T., SCHECK M., RICHTER A., BOHN C., EHLERS R., REMBE C., WESLING V.
Affiliation(s) : Clausthal University of Technology, Institute of Welding and Machining, Clausthal University of Technology, Institute for Electrical Information Technology, Clausthal University of Technology, Institute for Software and Systems Engineering
Pays : Allemagne
Source : Welding in the World, Vol.68, n°2, février 2024, pp. 247-257 (11 pages), en anglais
Cote ISDOC : WW202402.247-257
