Influence de la porosité sur les propriétés de matériaux imprimés

Mécanique et thermique Stage - Bac+4/+5 - Influence de la porosité sur les propriétés de matériaux imprimés - H/F Le CEA/DAM étudie depuis plusieurs années les procédés de fabrication additive. Ces travaux ont pour objectif d’évaluer les nouvelles possibilités offertes par ces technologies, avec trois principaux axes de recherche : • Un axe “performance” : exploiter les capacités et limites des procédés existants pour les appliquer à des problématiques concrètes. • Un axe “matériaux” : élargissement du catalogue de matériaux utilisables (métallique, céramique, composite, conducteur électrique, magnétique). • Un axe “procédé” : étude de nouveaux procédés de fabrication additive (robotisé, impression 3D 5 axes, multi-procédé impression/fraisage). Le sujet proposé se rapproche principalement des axes “performance” et “matériaux”. La fabrication additive permet de contrôler finement la micro- et méso-structure des pièces imprimées, notamment à travers les paramètres de dépôt de matière. En particulier, la présence de porosités inter-cordons, résultant d’une sous-extrusion contrôlée, peut modifier significativement les propriétés mécaniques des pièces. Pour les matériaux souples (TPU, TPE, PEBA en FDM ou silicones en robotcasting bi-composant), ces méso-porosités de l’ordre de quelques dizaines de microns peuvent être exploitées non pas comme des défauts, mais comme un levier de conception permettant d’assouplir le matériau, d’augmenter sa compressibilité ou d’ajuster sa réponse mécanique. L’objectif de ce stage est d’étudier, maîtriser et quantifier l’influence de ces méso-porosités sur le comportement mécanique, en particulier en compression, pour des pièces imprimées en fabrication additive. Les travaux porteront sur : • Étude bibliographique et état de l’art (analyse des travaux existants sur la porosité en fabrication additive, étude du comportement mécanique des matériaux souples imprimés, identification des méthodes de caractérisation adaptées) • Mise en œuvre de la sous-extrusion contrôlée (définition des paramètres d’impression influençant la porosité, mise en place de stratégies de sous-extrusion reproductibles en FDM) • Caractérisation des méso-porosités (observation des porosités inter-cordons, mesure de la taille (dizaines de microns), de la distribution et du taux de porosité • Essais mécaniques (réalisation d’essais de compression quasi-statique, analyse des courbes contrainte déformation : module apparent, seuil de compression, hystérésis, comportement non linéaire, étude de l’influence du taux et de la morphologie des porosités sur la réponse mécanique) • Echanges avec l'ingénieur en simulation numérique pour la modélisation des structurés réalisés et la comparaison calcul-mesure Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation. Capacité de synthèse, autonomie, connaissances en programmation ou en algorithmique, bonne capacité de rédaction, rigueur, travail en équipe, notions en matériaux et calculs éléments finis PrusaSlicer, Duet RRF, calculs FEM Bac+4/+5