Recherche doctorant.e Fabrication additive en céramique

publié le 11/01/2021

Contexte

Dans le cadre d’un projet inter-Carnot visant à améliorer les procédés de fabrication de pièces pour l’aéronautique et la défense, IREPA LASER et l’ONERA ont associé leurs compétences pour développer le procédé CLAD pour la mise en œuvre de pièces en céramiques.

IREPA LASER est un acteur majeur de la fabrication additive en France, créateur du procédé CLAD de dépôt laser direct. L’ONERA est un expert reconnu dans le domaine du développement de matériaux céramiques et de leur caractérisation fine aussi bien d’un point de vue de la microstructure et de la chimie que des propriétés physiques : mécanique, thermique, …

Dans ce contexte nous recherchons un.e doctorant.e pour fabriquer des pièces de plus grandes dimensions et de forme en céramique.

Sujet de thèse

Développement du procédé CLAD pour la mise en œuvre de pièces aéronautiques en céramique.

L’objectif majeur de cette thèse est de pouvoir garantir l’obtention de pièces en céramique avec des taux de densification visés de 100% en passant par l’état fondu, ce qui permet d’avoir des microstructures différentes de celles obtenues avec les techniques de frittage conventionnelles. Il s’avère ainsi que pour des applications à très hautes températures (de 1000°C à plus de 2000°C), telles que les aubes de turbine d’avion, les pièces de chambre de combustion, les pièces missiles, les céramiques deviennent de plus en plus incontournables. L’obtention de microstructures fines par des procédés nécessitant peu d’usinage ultérieur sera un atout majeur pour le développement de ces matériaux.

Missions

Optimiser le procédé de fabrication additive CLAD tout en améliorant l’environnement thermique en créant des solutions adaptées chez IREPA LASER. Il sera primordial de synchroniser les différents systèmes : chauffage principal du substrat par plaque résistive, chauffage secondaire par balayage laser et système de dépôt laser-poudre, protection thermique environnante et intelligente. Des plans d’expérience seront nécessaires pour dégager l’influence des nombreux paramètres régissant l’empilement de couches de ces matériaux fragiles sous faisceau laser.

Modéliser le procédé mis en œuvre par éléments finis à l’aide du logiciel COMSOL à l’ONERA. En fonction des différents paramètres procédés, le champ thermique (thermomécanique) dans la pièce sera simulé en couplant les différentes physiques mises en jeux. Cette optimisation de l’environnement thermique est cruciale pour les matériaux céramiques.

Caractériser les échantillons obtenus (composition, microstructure, homogénéité intra et intercordons, porosité) par différents moyens disponibles à l’ONERA : MEB, indentation à chaud, essais mécaniques, mesures thermiques…

A la fin, l’objectif est de pouvoir fabriquer des pièces de plus grandes dimensions et de forme en céramique. Ce travail permettra au futur docteur de faire valoir ses compétences en thermique, en simulation par éléments finis, en instrumentation, en procédé FA et en propriétés des matériaux.

Formation : Master / Grande école généraliste, option matériaux et/ou mécanique

Poste basé à : ILLKIRCH (67) – Déplacements à Châtillon (92)

Début de la thèse : Automne 2021

Date limite de candidature : Juin 2021

Envoyer votre candidature à : moc.r1611367108esal-1611367108aperi1611367108@bojy1611367108m1611367108

 

Nos prestations en détails

Études & Industrialisation

  • Etudes de faisabilité
  • Développement de procédés
  • Conception de pièces
  • Conception d’outillage
  • Optimisation / robustesse

Production

  • Prototypes
  • Préséries
  • Production pilote

Conseil & Expertise

  • Assistance technique
  • Audit sécurité laser
  • Expertise métallographique
  • Aide à l’investissement

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Nos expertises appliquées à votre domaine

Les procédés laser développés par IREPA LASER répondent de manière efficace et robuste aux besoins industriels de fabrication en termes de qualité, de rapidité, de flexibilité et de coût.

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Membre de l’institut Carnot MICA, IREPA LASER dispose de nombreux partenaires de qualité et d’un accès à des ressources technologiques et des connaissances pouvant être mises à profit dans vos projets industriels. Nos professionnels des procédés laser vous accompagnent de la conception à l’industrialisation de vos projets, mais également vous conseillent en investissement.

Les experts d’IREPA LASER vous accompagnent dans le montage de projets, la rédaction de cahiers des charges, l’expertise de défaillances, ou la résolution de problèmes à travers des prestations d’assistances techniques.

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