Modélisation multi échelle et étude expérimentale de l’endommagement dans les pièces composites obtenues par impression 3D
Ce projet porte l’impression 3D par frittage laser sélectif (SLS) de poudres composites PA12/billes de verre pour la fabrication de pièces pour l’industrie aérospatiale. L’un des points critiques des composites à matrice polymère pour des utilisations dans des systèmes aérospatiaux est la tenue à la rupture et en fatigue de ces nouveaux matériaux. Les objectifs de ce projet se centreront sur l’étude et l’optimisation des matériaux composites obtenus par SLS à base de poudres composites et de leur résistance à la fissuration.
Les objectifs de ce travail seront de comprendre les mécanismes de rupture dans ces matériaux fortement hétérogènes par des approches combinant caractérisation expérimentale des réseaux de fissures par imagerie à l’échelle de la microstructure et simulation numérique. Les modèles d’endommagement microscopiques identifiés seront utilisés pour construire des modèles à l’échelle des pièces tenant compte des spécificités liées au matériau et aux procédés (hétérogénéités, forte anisotropie…) et de les relier aux paramètres du procédé en vue d’optimisations. A ce jour, les mécanismes d’endommagement dans les matériaux obtenus par impression 3D sont très mal compris, encore moins dans le matériau envisagé obtenu par poudres composites. Les objectifs présentés impliquent de très nombreux défis liés à la simulation numérique de réseaux de fissures complexes dans des matériaux fortement hétérogènes, à la détection de ces fissures par imagerie expérimentale lors d’essais in situ, à l’identification des modèles associés et à la construction des modèles macroscopiques d’endommagement.
