Stagiaire Ingénieur - Master - Fabrication Additive Laser-Fil Etude des Stratégies de Dépôt H/F CEA

Contexte scientifique et industriel

Le procédé de fabrication additive laser-fil (WLAM, Wire Laser Additive Manufacturing) appartient à la famille des procédés DED (Directed Energy Deposition) et se caractérise par l'emploi d'un fil métallique fondu par un ou plusieurs faisceaux laser, déposé couche par couche. Ce procédé offre une meilleure maîtrise géométrique en comparaison à d'autres procédés DED tels que le WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), mais reste limité par des phénomènes physiques complexes .

En effet, la réalisation d'une pièce par FA-fil nécessite le contrôle de nombreux paramètres :

• La régularité et les dimensions d'un dépôt sont conditionnées par les valeurs appliquées de puissance de la source d'énergie, de vitesse de dépôt et de débit d'apport de fil .
• Dans le cas de la fabrication de pièces plus massives, la stratégie de dépôt (trajectoire), les temps de refroidissement et les déformations susceptibles de survenir au cours de la fabrication sont également à considérer .

Dans le scope des projets sur la fusion nucléaire au CEA et en Europe, des études visant à fabriquer une pièce complexe en P91 à l'aide du procédé WLAM (Wire Laser Additive Manufacturing) sont actuellement en cours au laboratoire.

Dans le cadre du développement de la plateforme de fabrication additive WLAM au CEA de Paris-Saclay, le corps d'une cassette de Divertor a été choisi comme pièce d'étude en raison de sa complexité géométrique et dimensionnelle . Certaines de ses parties, telles que des tuyaux noyés, posent des défis de fabrication .
Dans ce cadre, des paramètres du procédé WLAM conduisant à des fabrications répondant à plusieurs critères de qualité macro- et microscopiques du Divertor ont été définis à partir de l'acier P91.

Objectif du stage

L'objectif de ce stage est d'étudier la réalisation de stratégies de dépôt de géométries spécifiques et complexes du Divertor, puis de tester leur impression sur la plateforme expérimentale WLAM du LTA.

La démarche de travail envisagée est la suivante :

• Génération des trajectoires : Au moyen de logiciels de CFAO, générer les trajectoires robot adéquates afin d'assurer, lors du dépôt de matière, l'absence de manque local de matière et la conservation de l'intégrité géométrique du modèle. De par ses fonctions, le Divertor est constitué de plusieurs parois et raidisseurs internes verticaux percés afin de permettre le passage du circuit de refroidissement. Un des objectifs est de générer des trajectoires pour ces parois percées.
• Déformations : selon la trajectoire définie, étudier les déformations du modèle fabriqué liées aux potentielles accumulations locales de chaleur et au refroidissement de la pièce.
• Microstructure : étude de la santé et de l'intégrité matière sur la porosité, la fissuration à froid et la microdureté.