CFM 2019

Modélisation thermomécanique multicouche du procédé WAAM
Camille Cambon  1, *@  , Issam Bendaoud  1@  , Cyril Bordreuil  1@  , Sébastien Rouquette  1@  , Fabien Soulie  1@  
1 : Laboratoire de Mécanique et Génie Civil  (LMGC)
Université de Montpellier, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5508
* : Auteur correspondant

Le procédé WAAM (Wire+Arc Additive Manufacturing) ou fabrication additive (FA) avec arc et fil permet de construire des pièces métalliques par empilements successifs de cordons de matière. Il représente une alternative intéressante aux procédés d'usinage traditionnels. En effet, c'est un procédé qui permet d'envisager une simplification des lignes de production et la fabrication de pièces avec des géométries complexes tout en limitant les pertes de matière brute. En comparaison avec les autres procédés de FA comme le lit de poudre, le WAAM se caractérise par un taux de déposition élevé (2-4 kg/heure), une capacité à fabriquer des pièces de grandes dimensions ainsi que des équipements moins onéreux car déjà utilisés en soudage. [1]

Cependant, le WAAM présente également certains inconvénients non négligeables : au cours des dépôts successifs, les forts gradients thermiques engendrés par l'arc électrique conduisent à la génération de contraintes résiduelles et de déformations dans la pièce finale. Ces contraintes résiduelles ont un impact à la fois sur les propriétés mécaniques (la tenue en fatigue par exemple) et sur la géométrie finale de la pièce. Ces contraintes et déformations sont directement liées à des paramètres procédé tels que par exemple la vitesse de soudage, l'intensité ou la tension mise en jeu pour la création de l'arc électrique. L'influence de ces paramètres et de l'empilement des cordons sont évaluées à l'aide d'une simulation thermomécanique prenant en compte une loi de comportement élastoplastique avec écrouissage linéaire isotrope pour l'acier 316L (logiciel Salome_Meca).


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