Impact du mélange de poudres PA/billes de Verre sur les propriétés thermiques de pièces fabriquées par le procédé SLS

Située au cœur du Sud-Ouest de la France, IMT Mines Albi incarne l'excellence académique en ingénierie depuis 1993. En tant qu'école d'ingénieurs généralistes de renom, elle forme les futurs ingénieurs à piloter des projets d’envergure, en leur donnant les moyens de construire des carrières porteuses de sens, orientées vers un impact environnemental et social positif.

Forte d’une histoire riche et d’un pôle de recherche de rang mondial, IMT Mines Albi propose une formation d’excellence pour préparer les étudiants aux défis complexes du monde réel. École du Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie, IMT Mines Albi fait partie de l’Institut Mines-Télécom, premier groupe public français d’écoles d’ingénieurs et de management. Membre de la Communauté d'universités et établissements de Toulouse, elle est accréditée par la Commission des titres d'ingénieur (CTI) pour délivrer le diplôme d’ingénieur.

À l’avant garde des enjeux industriels et académiques sur les scènes nationales et internationales, IMT Mines Albi agit comme un moteur scientifique et économique en combinant ses 4 missions en un cercle vertueux et porteur d’innovation :

    •    formation d'ingénieurs engagés
    •    recherche et innovation de pointe
    •    développement économique local et national
    •    diffusion de la culture scientifique et technique

Le procédé de fusion sur lit de poudre par laser (SLS, Selective Laser Sintering) constitue une méthode de fabrication additive reposant sur la coalescence sélective de particules sous l’effet d’un rayonnement laser. Ce procédé permet la réalisation d’objets tridimensionnels par superposition de couches successives de poudre, lesquelles sont fusionnées localement grâce à l’énergie thermique induite par le faisceau laser. L’incorporation d’additifs spécifiques (tels que des retardateurs de flamme, des charges minérales comme les argiles, etc.) s’avère nécessaire pour ajuster les propriétés finales des pièces, mais peuvent impacter la qualité des pièces et la reproductibilité du procédé.
Les propriétés thermo-optiques en jeu dans le procédé SLS sont la conductivité thermique [W.m-1.K-1], la capacité thermique massique [J.kg-1.K-1], la masse volumique [kg.m-3] et l’absorption à la longueur d’onde du laser. La connaissance fine de ces propriétés est la clé de l’optimisation des performances du procédé et des propriétés finales des pièces produites. Chacune de ces propriétés a son propre moyen de caractérisation et sa sensibilité à l’incorporation de charges dans la matrice « hôte ». Des modèles dits « d’homogénéisation » permettent de relier les propriétés effectives du mélange de poudre aux propriétés élémentaires des poudres seules. Le paramétrage et le choix de ces modèles repose sur les résultats de campagnes de caractérisation spécifiques, avec une forte dépendance à de nombreux paramètres (température, pression, granulométrie...).
Le projet ProTerMix propose d’investiguer les effets de mélange de poudres Polyamide/Billes de verres (PA12/GB) sur les 4 propriétés thermo-optiques pré-citées. Le premier travail consistera en une campagne de caractérisation des poudres chargées à différents taux volumiques, suivie d’une recherche des modèles d’homogénéisation s’adaptant à chaque propriété. La seconde phase consistera à injecter ces propriétés effectives dans différentes modèles thermiques prédictifs permettant de modéliser le procédé SLS, et plus précisément le gradient thermique au sein du mélange de poudre soumis à l’éclairage laser. La dernière phase sera exploratoire et traitera de la validation expérimentale du modèle thermique, soit par des méthodes in-situ comme la thermographie IR, soit ex-situ par l’analyse des propriétés des pièces produites.

M2 cursus universitaire ou école d’ingénieur en Matériaux et/ou Physique Générale et/ou Energétique et/ou Thermique. Des connaissances en simulation thermique seraient un atout.