Doctorat : Développement de structures multi-matériaux par fabrication additive – Nottingham , Royaume-Uni

Dr Marco Simonelli, Dr Ian Maskery, Professeur Chris Tuck

Centre de fabrication additive

La vision de la fabrication additive (AM) de nouvelle génération est de contrôler la composition chimique de chaque volume déposé pour créer des matériaux fonctionnels (FM) directement à partir de conceptions numériques. Alors que les FM polymères peuvent être réalisés facilement via diverses techniques commerciales, il reste un défi important pour la réalisation de FM en matériaux métalliques. Les FM métalliques ont suscité l’intérêt de divers domaines industriels, notamment l’énergie (batteries, moteurs électriques, etc.), les transports (échangeurs de chaleur, actionneurs, crash box, etc.) et la défense. Ces FM pourraient remplacer les assemblages qui sont actuellement fabriqués en joignant plusieurs composants, et pourraient également améliorer considérablement les performances des pièces en concevant les propriétés mécaniques et physiques à petite échelle.

L’objectif de ce projet de doctorat est de combler le manque de connaissances autour des FM métalliques et d’établir de nouvelles méthodes pour la FA multi-métal. Cela nécessite l’identification de combinaisons de matériaux appropriées pour la FA à base de laser et la détermination de directives de conception appropriées pour les interfaces formées entre des matériaux dissemblables. Pour le succès de la FM métallique, il est essentiel de comprendre comment différents métaux peuvent être combinés dans la FA pour obtenir les propriétés souhaitées. Pour y parvenir, le projet se concentrera sur la détermination du comportement structurel et thermique des régions d’interface du composant imprimé, où des matériaux dissemblables sont en contact. Cela se fera en étudiant l’effet des paramètres du laser d’impression sur ces régions. De la même manière, il est essentiel de comprendre comment les différentes distributions de matériaux à l’interface (distribution nette, diffuse, agrafée, etc.) affectent la robustesse de l’assemblage. La bonne conception de ces pièces complexes nécessitera de caractériser et de tester les interfaces formées dans les structures imprimées.

Le projet s’appuie sur l’expertise du Center for Additive Manufacturing (CfAM) dans l’application de techniques informatiques de science des matériaux à la FA laser pour identifier et sélectionner des combinaisons de matériaux appropriées. Un logiciel de fabrication additive de pointe sera utilisé pour concevoir des pièces avec les matériaux identifiés afin de satisfaire les propriétés souhaitées du produit final. De plus, le doctorant sera en mesure de mener des recherches à l’aide d’une plateforme de fusion sur lit de poudre laser multifaisceaux de pointe équipée d’un système de dépôt multi-métal, pour le dépôt sélectif de matériaux en une seule couche (l’une des l’installation aimable au Royaume-Uni).

Le doctorant développera ces structures en utilisant une combinaison de techniques de FA et de métrologie, d’essais de matériaux avancés, de microscopie et de modélisation numérique, acquérant un large éventail de compétences et de connaissances pertinentes pour la fabrication avancée et la recherche sur les matériaux. L’étudiant travaillera au sein d’une équipe interdisciplinaire dynamique au CfAM, l’un des plus grands centres de recherche au monde pour la fabrication additive et l’impression 3D, afin de faire progresser l’état de l’art dans ce domaine. Cette recherche a le potentiel d’ouvrir la voie à de nouvelles applications passionnantes de la FA dans diverses industries, améliorant les performances et la fiabilité des produits.

En raison de restrictions financières, ce poste n’est disponible que pour les étudiants à domicile.

Veuillez postuler ici  https://www.nottingham.ac.uk/pgstudy/how-to-apply/apply-online.aspx

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