2023/02/16
Tensile Properties of Ss316l Produced by Lpbf: Influence of Specimen Dimensions and Surface Condition
Wawrzyniak, N.; R. Provencher, P.; Brochu, M.; Brochu, M. (2022). Tensile Properties of Ss316l Produced by Lpbf: Influence of Specimen Dimensions and Surface Condition. Preprint.
Cette étude s’inscrit dans le cadre de l’effort mondial visant à développer des méthodologies d’essais mécaniques précises et exactes pour les pièces métalliques fabriquées par impression 3D, soit par fusion laser sur lit de poudre. Des coupons miniatures en acier inoxydable 316L de section réduite 7×1×1,5 mm3 ont été fabriqués par fusion laser sur lit de poudre. Trois états de surface distincts ont été considérés. Des échantillons standards ont également été produits à des fins de comparaison (dimension réelle; usiné). Une attention particulière a été accordée à la mesure non-destructive de la section transversale des coupons fabriqués. La résistance ultime à la traction (UTS) des coupons imprimés était de 12 % inférieure aux échantillons de taille standard ou usinés. Les épaisseurs mesurées avec un outil spécifique révèlent une surestimation de 20% de la section comparativement aux valeurs de tomodensitométrie ce qui entraine une sous-estimation de l’UTS. Si nous prenons en considération l’erreur expérimentale, l’UTS est influencé par les dimensions des échantillons et les conditions de surface ou encore la microstructure. Comparativement à un échantillon standard, un coupon miniature montre une réduction de l’UTS de 4% et ce, pour des procédés de fabrication similaires. Une rugosité de surface plus élevée de l’ordre de Ra = 15 µm pour les coupons miniatures imprimés a entraîné une diminution de l’allongement à la rupture de 52,7 ± 5,2 à 39,2 ± 5,0 %. En conclusion, la caractérisation des propriétés mécaniques pour les échantillons usinés ou produits dans de grandes dimensions est moins précise que pour les coupons miniatures fabriqués par fusion laser sur lit de poudre. Une mesure précise de la section transversale des coupons miniatures est essentielle pour caractériser avec précision la résistance mécanique.