2023/11/16
Dimensional accuracy of additively manufactured graded lattice structures based on X-ray microcomputed tomography
Osman, M.; Bernier, F.; Wanjara, P.; Gholipour, J.; Pelletier, R.; Molavi-Zarandi, M.; Brochu, M. (2023). Dimensional accuracy of additively manufactured graded lattice structures based on X-ray microcomputed tomography. Euspen, September 2023, www.euspen.eu.
De récents développements dans le domaine de la fabrication additive (AM) par fusion laser sur lit de poudre (LPBF) ont permis la fabrication tridimensionnelle de structures en traillis (TLS) complexes et sans support. Ces structures se caractérisent par leur faible poids, une résistance spécifique élevée et un rapport surface/volume important, ce qui en fait des candidats idéaux pour les applications de dissipation thermique. Cependant, la précision dimensionnelle des TLS produites par fabrication additive LPBF diminue avec la complexité géométrique et la taille du treillis. La présente étude utilise la microtomographie aux rayons X (µCT) pour évaluer la précision dimensionnelle de trois topologies différentes de structures en treillis graduées (GTLS) produites par LPBF en utilisant de la poudre d’acier inoxydable 316L. Les cellules unitaires des trois topologies étudiées pour les GTLS ressemblent au système cristallin cubique : cubique à faces centrées (FCC), cubique à faces centrées avec des entretoises dans la direction Z (FCCZ) et cubique primitif (Cubic). Ces topologies de réseau ont été conçues avec une cellule unitaire constante de 3 mm et des densités relatives variables de 0,4 à 0,8. Les entretoises de chaque GTLS ont été classées en fonction de leur orientation par rapport à la plate-forme de construction (0°, 45° et 90°), et les dimensions de chacune ont été évaluées par des méthodes de segmentation et d’analyse d’image par µCT. Une corrélation des dimensions entre chaque pilier conçu et fabriqué a été déterminée pour les différentes orientations du pilier sur la plage de diamètres étudiée. Les corrélations obtenues peuvent être appliquées à la compensation d’erreur des GTLS produites par fabrication additive LPBF afin d’améliorer leur précision dimensionnelle au niveau micro.