Ivan Hamm, doctorant au LaBoMaP, soutient sa thèse CIFRE avec l'entreprise Airbus sur : "Etude quantitative de l'effet des paramètres opératoires sur le chargement thermomécanique et l'intégrité de surface en fraisage de finition du Ti-6Al-4V"
Cette soutenance peut être suivie en distanciel via un lien internet à venir.
Membres du jury
- Katia MOCELLIN, Maître de Recherche HDR, CEMEF, Mines Paris Tech / Examinatrice
- Aldo ATTANASIO, Professeur des Universités, Université de Brescia / Rapporteur
- Vincent WAGNER, Maître de Conférences HDR, LGP, ENIT / Rapporteur
- Gérard POULACHON, Professeur des Universités, LaBoMaP, Arts et Métiers / Examinateur
- Frédéric ROSSI, Maître de Conférences, LaBoMaP, Arts et Métiers / Examinateur
- Nicolas MAURY, Docteur-Ingénieur, AIRBUS OPERATIONS SAS / Examinateur
- Hélène BIREMBAUX, Enseignante-chercheuse, LaBoMaP, Arts et Métiers / Invitée
Résumé
Les structures aéronautiques, telles que les systèmes propulsifs, sont typiquement constituées de pièces métalliques dimensionnées pour supporter des chargements thermomécaniques importants. Ces pièces sont obtenues à partir d'ébauches qui sont ensuite usinées aux cotes finales, avant d'être assemblées. Le procédé d'usinage constitue ainsi une étape clé dans le cycle de fabrication d'une pièce qui doit permettre de garantir les exigences tant dimensionnelles que de propriété métallurgique et mécanique.
En d'autres termes, il est indispensable de pouvoir garantir que la surface usinée possède l'ensemble des caractéristiques, notamment l'état de contrainte ou l'état métallurgique, qui lui permettront de remplir sa fonction sur une durée prédéfinie selon son dimensionnement. Par ailleurs, les évolutions des techniques et des moyens de production, visant à augmenter la productivité et la robustesse du procédé, entraînent des modifications régulières des gammes de fabrication. Il devient alors nécessaire, bien que parfois difficile, de garantir la qualité et la performance des pièces produites tout en prenant en compte ces changements dans le process de fabrication. L'intérêt de l'intégrité de surface prend alors tout son sens sur les pièces aéronautiques fortement sollicitées sous chargement mécanique cyclique. En effet, la résistance à la fatigue est directement et fortement influencée par plusieurs paramètres caractéristiques de l'intégrité de surface tels que l'état de surface, les contraintes résiduelles et la qualité métallurgique. Le présent travail a pour objectif d'analyser les paramètres d'usinage de l'opération de fraisage en finition de l'alliage de titane Ti-6Al-4V, dans le but de faire le lien inverse entre l'intégrité de surface et les paramètres du procédé de fabrication.
Ces travaux se structurent autour de la notion de Process Signature, dont la démarche consiste dans un premier temps à quantifier la charge thermique et mécanique appliquée à la surface fabriquée en fonction des conditions du procédé. À partir de ces sollicitations, une modélisation thermomécanique permet de définir les champs de température et de déplacement de la matière de la surface générée. Des essais expérimentaux sont ensuite réalisés pour faire le lien entre cette charge thermomécanique et l'intégrité de surface obtenue (contraintes résiduelles, microstructure, état de surface.). C'est le principe même de la notion de Process Signature qui lie les chargements à l'intégrité de surface. Une fois ce lien réalisé, il est alors possible de développer un démonstrateur inverse capable de prédire l'effet du procédé de fraisage et de ses paramètres sur l'intégrité de surface obtenue.
Mots-clés
Process Signature / Méthode inverse / Intégrité de surface / Chargement thermomécanique / Ti-6Al-4V / Fraisage finition
