Analyse in-situ des éjections de matière au cours du procédé Laser-Powder Bed Fusion

La fabrication additive (FA) decrit un ensemble de procedes permettant de fabriquer des objets physiques par ajout de matiere, a partir d’un modele 3D. Par rapport aux procedes de fabrication classiques, elle offre une plus grande liberte de conception tout en faisant des economies de matiere. Le procede Laser-Powder Bed Fusion (L-PBF), aussi appele Laser Beam Melting (LBM) ou encore Selective Laser Melting (SLM), est aujourd’hui la technologie de FA metallique la plus repandue. Il permet d’elaborer des pieces par fusion de couches successives de poudres. Au cours du procede L-PBF, l’interaction entre le laser et le lit de poudre est extremement courte. Cela induit des comportements hydrodynamiques complexes, sources d’instabilites. Ces instabilites peuvent se traduire par des ejections de metal liquide (appelees « ejectas »), qui creent des defauts en retombant sur le lit de poudre. Ce phenomene complexe implique les mouvements du bain liquide mais aussi la vaporisation du metal. Ces travaux portent sur l’etude de ces ejections de matiere dans le cas d’alliages d’aluminium en L-PBF. Pour ce faire, un banc instrumente recreant les conditions de fabrication du procede est employe. Ce dispositif simplifie permet d’observer l’interaction laser-matiere au plus pres. La fusion de mono-cordons sur lit de poudre est enregistree a l’aide de cameras rapides. Apres traitement de ces enregistrements, les ejectas sont quantifies et analyses. Des essais sont realises sur plusieurs materiaux metalliques, en utilisant plusieurs jeux de parametres. Les premiers resultats soulignent des disparites de comportement en fonction des materiaux ou de l’energie apportee.