OPTILAM — OPTimisation de l'Interaction LAser-matière pour une Microstructure visée

Le projet OPTILAM a pour objectif développer des outils de diagnostics locaux à l’échelle du bain de fusion pour la détermination des microstructures de pièces fabriquées par le procédé L-PBF (laser powder bed fusion). Le projet vise ainsi à : (1) Evaluer in situ, à partir d’un banc instrumenté existant, l’absorption de l’énergie laser en phase solide du lit de poudre (avec une densité contrôlée) et en phase liquide (bain fondu) du procédé L-PBF à partir de 3 sources laser : source de référence IR, laser vert et laser bleu, ces 2 dernières sources permettant de modifier les niveaux d’absorption ; (2) Analyser in situ la vapeur éjectée (en plus de capteurs coaxiaux IR et visible déjà existants sur le dispositif) à partir des moyens de diagnostics (optique, spectroscopique, laser) croisés qui seront installés sur le banc. Ces analyses permettront d’estimer le niveau d’interaction laser-matière précis et serviront de base pour tester l’influence de l’énergie déposée sur le taux de vaporisation, les tailles de la zone fondue et les caractéristiques des phases présentes ; (3) Caractériser les matériaux/structures fabriqués à partir des différentes sources en termes de microstructures et de propriétés mécaniques à différentes échelles, à l’aide en particulier de mesures par nano-indentation à l’échelle locale et par tomographie et de mesures de propriétés physiques telles que la conduction électrique ; (4) Corréler les mesures in situ, les propriétés multi-échelle pour démontrer l’aptitude des données issues du banc instrumenté à décrire fidèlement la physique du procédé L-PBF et à contribuer à la prédiction d’une microstructure. (5) Valider les résultats obtenus à partir des bancs instrumentés sur une machine industrielle afin de démontrer la possibilité d’adapter et d’utiliser des outils de diagnostics locaux sur bancs instrumentés, à l’échelle du bain de fusion, pour la détermination d’une microstructure.