Topic description
De nombreuses applications d'ingénierie requièrent une combinaison de propriétés qui ne peut être obtenue avec un matériau monolithique unique, ce que l'on appelle le « défi de la multifonctionnalité ». La fabrication simultanée de plusieurs matériaux au sein d'une même géométrie, tout en garantissant la stabilité structurale et les fonctionnalités attendues, constitue un obstacle majeur pour la plupart des procédés conventionnels. Dans les alliages métalliques, un compromis entre résistance et ductilité est souvent inévitable, car la plupart des mécanismes de renforcement limitent le mouvement des dislocations et réduisent la capacité de déformation plastique. Les procédés de métallurgie des poudres (MP) offrent un fort potentiel pour élaborer des matériaux multimatières et des matériaux à gradient fonctionnel (FGM), puisqu'ils permettent d'introduire localement des variations de composition et donc des gradients de propriétés. Cependant, comparés à la fonderie et à la fabrication additive (FA), les procédés MP présentent souvent des capacités limitées de mise en forme proche des cotes finales (near-net shaping), nécessitant des opérations d'usinage complémentaires longues et coûteuses. Cette limitation est désignée ici comme le « défi de la mise en forme proche des cotes finales ». L'objectif de cette thèse en cotutelle est de développer et de démontrer de nouveaux procédés MP combinant l'approche couche par couche de la FA et le frittage assisté par courant électrique pulsé. Cette stratégie vise à fabriquer des composants proches des cotes finales intégrant plusieurs matériaux, afin de répondre simultanément au défi de la mise en forme et à celui de la multifonctionnalité.
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Many engineering applications require a combination of material properties that cannot be accommodated by a monolithic material, often referred to as the Multiple Functionality Challenge. Simultaneous fabrication of more than one material in a single geometry while maintaining its structural stability and delivering functionality is hurdle for most conventional materials processing routes. When using metallic alloys, one often has to compromise between strength and ductility as most strengthening mechanisms hamper dislocation movement and plastic shaping capabilities. Powder metallurgical (PM) processing routes provide the potential to create multi-materials and functionally graded materials (FGMs) as a local compositional and concomitant property gradient can be created. Compared to conventional casting and additive manufacturing (AM), however, PM processing routes often suffer from limited near-net shaping capabilities, often requiring extensive and costly post machining. The latter, hereafter, will be referred to as the Near-net Shaping Challenge. The objective of the joint PhD proposal is to develop and demonstrate the capabilities of novel PM processing routes, combining the layer-by-layer feature of AM and pulsed electric current sintering, allowing to fabricate near-net shape components that incorporate multiple materials, addressing the near-net shaping and multiple functionality challenge.
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Début de la thèse : 01/10/
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Enseignement supérieur
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