Caractérisation de la résistance à l'impact de structures lattices en AlSi10Mg obtenues par Fabrication additive (SLM)

Bien que la fabrication additive soit en plein essor ces dernières années, la caractérisation de structures architecturées plus complexes produites par cette technique n’est pas encore parfaitement bien définie. Ce travail va mettre en évidence l’influence de la fusion localisée par laser et des vitesses de refroidissement très élevées sur la microstructure. En effet, quelques soient les paramètres de fabrication sélectionnés, la microstructure d’élément en alliage d’aluminium AlSi10Mg produits par SLM présente toujours trois zones bien distinctes relatives à leur position dans le bain de fusion. De plus, suite à la géométrie particulière des lattices étudiées, une analyse plus approfondie montre que la microstructure évolue également selon sa localisation au sein de la structure. Ainsi, selon que la zone analysée ait reposé sur des couches précédemment solidifiées ou non, la microstructure peut y est plus ou moins grossière. Les différentes hétérogénéités ainsi présentes dans l’échantillon peuvent toutefois disparaître grâce à un post-traitement thermique. Après un recuit à 525°C, des précipités globulaires de silicium se forment dans la matrice d’aluminium et viennent uniformiser et homogénéiser la microstructure. De plus, selon la durée passée dans la four ainsi que la température de mise en solution, ces précipités peuvent être plus ou moins gros, avec un diamètre moyen pouvant aller de 0.5 à 1.2μm. Pour finir, l’effet de cette microstructure avant ou après traitement thermique est observée sur des échantillons ayant subi des essais mécaniques de traction, compression ou impact. Les essais quasi-statiques mettent en évidence un comportement beaucoup plus ductile de la structure après traitement thermique. A titre d’exemple, après traitement thermique la déformation en compression de la lattice peut être multipliée par 8. Les essais d’impact quant à eux mettent en évidence une déformation de la structure très localisée sous la zone d’impact. A nouveau, après traitement thermique, le mode de rupture de la lattice évolue : elle se densifie plutôt que de rompre