Stage 6 mois Ingénieur/Master – Fabrication additive laser-fil : Etude des stratégies de dépôt

Mécanique et thermique Stage 6 mois Ingénieur/Master – Fabrication additive laser-fil : Etude des stratégies de dépôt H/F Etude et validation expérimentale de stratégies de dépôt pour la réalisation de géométries complexes en fabrication additive laser-fil (WLAM, Wire Laser Additive Manufacturing). Contexte scientifique et industrielLe procédé de fabrication additive laser-fil (WLAM, Wire Laser Additive Manufacturing) appartient à la famille des procédés DED (Directed Energy Deposition) et se caractérise par l'emploi d'un fil métallique fondu par un ou plusieurs faisceaux laser, déposé couche par couche. Ce procédé offre une meilleure maîtrise géométrique en comparaison à d’autres procédés DED tels que le WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), mais reste limité par des phénomènes physiques complexes [1]. En effet, la réalisation d’une pièce par FA-fil nécessite le contrôle de nombreux paramètres :La régularité et les dimensions d’un dépôt sont conditionnées par les valeurs appliquées de puissance de la source d’énergie, de vitesse de dépôt et de débit d’apport de fil [2]. Dans le cas de la fabrication de pièces plus massives, la stratégie de dépôt (trajectoire), les temps de refroidissement et les déformations susceptibles de survenir au cours de la fabrication sont également à considérer [3]. Dans le scope des projets sur la fusion nucléaire au CEA et en Europe, des études visant à fabriquer une pièce complexe en P91 à l’aide du procédé WLAM (Wire Laser Additive Manufacturing) sont actuellement en cours au laboratoire. Dans le cadre du développement de la plateforme de fabrication additive WLAM au CEA de Paris-Saclay, le corps d’une cassette de Divertor a été choisi comme pièce d’étude en raison de sa complexité géométrique et dimensionnelle [4]. Certaines de ses parties, telles que des tuyaux noyés, posent des défis de fabrication [5]. Dans ce cadre, des paramètres du procédé WLAM conduisant à des fabrications répondant à plusieurs critères de qualité macro- et microscopiques du Divertor ont été définis à partir de l’acier P91. Objectif du stage L’objectif de ce stage est d’étudier la réalisation de stratégies de dépôt de géométries spécifiques et complexes du Divertor, puis de tester leur impression sur la plateforme expérimentale WLAM du LTA.La démarche de travail envisagée est la suivante :Génération des trajectoires : Au moyen de logiciels de CFAO, générer les trajectoires robot adéquates afin d’assurer, lors du dépôt de matière, l’absence de manque local de matière et la conservation de l’intégrité géométrique du modèle. De par ses fonctions, le Divertor est constitué de plusieurs parois et raidisseurs internes verticaux percés afin de permettre le passage du circuit de refroidissement. Un des objectifs est de générer des trajectoires pour ces parois percées.Déformations : selon la trajectoire définie, étudier les déformations du modèle fabriqué liées aux potentielles accumulations locales de chaleur et au refroidissement de la pièce.Microstructure : étude de la santé et de l’intégrité matière sur la porosité, la fissuration à froid et la microdureté. Instrumentation du procédé WLAM et CFAO L’offre s’adresse à un·e candidat·e en dernière année d’école d’ingénieur ou équivalent Master 2 dans le domaine de la mécanique ou des matériaux, avec un intérêt fort pour la caractérisation expérimentale (notamment thermique, mécanique et métallurgique).Des compétences en CFAO et une sensibilité aux procédés de fabrication additive métallique seraient un plus.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. Démarrage autour de mars 2027, pour une durée de 6 mois.Le stage serait encadré par :Elena DULOU (Doctorante, CEA Saclay SRMA/LTA) etDamien ARTIERES (Ingénieur Chercheur, CEA Saclay SRMA/LTA)