European Commission logo
français français
CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
CORDIS

Harnessing solid-state thermal cycling to Guide microstructure evolution of Additively Manufactured Metallic Alloys

Description du projet

Contrôler le processus d’impression 3D pour imprimer des pièces en alliage optimisées

La fabrication additive (FA), ou impression 3D, offre un potentiel énorme susceptible de révolutionner le secteur de la fabrication des alliages. Cependant, le principal obstacle à son adoption généralisée réside dans l’incapacité à concevoir des pièces en alliage dont les microstructures présentent les propriétés et les performances souhaitées. La conception de telles pièces nécessite une compréhension approfondie et un contrôle des micromécanismes qui déterminent la microstructure de la pièce finale. Le projet GAMMA, financé par l’UE, a pour objectif de comprendre le rôle crucial et encore peu étudié des micromécanismes induits par le cycle thermique à l’état solide pendant la FA sur la formation de la microstructure finale. Le projet utilisera également ces connaissances pour générer des pièces imprimées en 3D présentant les performances souhaitées. Des dispositifs expérimentaux et des modèles informatiques novateurs seront développés et utilisés de manière synergique pour atteindre ces objectifs.

Objectif

Additive manufacturing (AM) holds the potential to revolutionize the alloy manufacturing sector through its ability to provide unprecedented control over the design of alloy microstructures during manufacturing. However, the main roadblock preventing its widespread adoption is the inability to design microstructures with desired mechanical responses. An AM process results in the formation of hierarchical microstructures that are extremely sensitive to the process parameters. Minor changes to these parameters can result in very different microstructures that exhibit significant differences in their mechanical response at multiple length scales. Controlling the mechanical response of hierarchical microstructures requires first understanding their formation during the AM process. Current experimental and modeling research efforts are heavily focused on studying the role of melt-pool dynamics and rapid solidification during the AM process.
This project aims at tackling the crucial missing link, which is the microstructure evolution occurring during the long period after solidification and till the end of an AM process, i.e. during Solid-State Thermal Cycling (SSTC), at varying temperature rates and amplitudes. Using novel experimental procedures involving electron microscopy and x-ray synchrotron studies, I will quantify microstructural changes and identify micro-mechanisms caused by SSTC. This will be complemented with development of novel models at intragranular and polycrystalline levels to gain a comprehensive understanding of the role of transient thermal gradients on microstructure evolution. The experiment-modeling synergy will then be harnessed to tailor AM process parameters and suggest in-process/post-process routes to engineer AM microstructures. The approaches developed and the knowledge gained from this project will have far reaching benefits including, but not limited to, guiding emerging solid-state AM technologies such as additive friction stir.

Mots‑clés

Régime de financement

ERC-STG - Starting Grant

Institution d’accueil

ECOLE POLYTECHNIQUE
Contribution nette de l'UE
€ 1 499 877,00
Adresse
ROUTE DE SACLAY
91128 Palaiseau Cedex
France

Voir sur la carte

Région
Ile-de-France Ile-de-France Essonne
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 499 877,00

Bénéficiaires (1)