Propagation des fissures dans les matériaux anisotropes fabriqués par des procédés de fabrication par filaments fondus (expériences et modélisation) – 3FAM

En raison du processus de construction directionnel, la fabrication additive conduit généralement à des microstructures anisotropes qui influencent fortement les trajets de propagation des fissures. Il est donc crucial de prendre en compte cette directionnalité dans les approches de tolérance aux défauts. Cela est même essentiel pour élargir l'utilisation de la fabrication additive à des composants sensibles, par exemple dans le domaine de l'aéronautique ou de l'aérospatiale où une défaillance catastrophique doit être évitée à tout prix. Dans ce projet, un premier pas vers cet objectif est visé dans le cadre de la mécanique linéaire élastique de la rupture, en se concentrant sur les procédés de dépôt de fil fondu. Dans la mesure où des modèles généraux sont recherchés, les procédés d'impression de polymères par dépôt de fil fondu, et de métaux par procédé Markforged seront considérés. Des méthodes expérimentales et numériques de pointe, associées à un point de vue interdisciplinaire en mécanique-physique, seront orientées vers (i) une compréhension profonde et multi-échelle des phénomènes physiques en jeu, et vers (ii) le développement d'approches mécaniques sûres, validées expérimentalement, pour prédire avec précision la propagation de fissure de la fatigue au seuil de rupture fragile. La méthodologie fera appel à des outils avancés et innovants, notamment de nouvelles expériences de fracture réalisées in situ dans un scanner à rayons X, analysées par corrélation numérique de volume conjointement avec des approches asymptotiques multi-échelles et des simulations par champ de phase. Les bénéfices attendus sont de fournir des outils permettant de développer des composants imprimés plus légers et sûrs, mais aussi d’élaborer une approche de tolérance aux défauts applicables à une large gamme de matériaux anisotropes, allant des pièces imprimées en 3D aux monocristaux dans les composants de moteurs d'avion.