Projet collaboratif MOptiBJet

Le CTTC intervient dans divers projets collaboratifs, le projet collaboratif MOptiBJet  est l'un d'eux.

MOdélisation numérique multiphysique et optimisation du procédé céramique de Binder Jetting

Fabrication additive / Binder Jetting / Modélisation numérique

Le projet MOptiBJet s’inscrit dans l’optimisation de procédés innovants de fabrication de pièces de formes complexes par des technologies additives utilisant des poudres céramiques recyclées.

La maîtrise des propriétés d’une pièce céramique imprimée en 3D par Binder Jetting repose sur deux étapes clés : la formation d’un lit de poudre et l’interaction avec le liant destiné à consolider localement l’empilement granulaire. Ces deux étapes doivent donc être investiguées et maîtrisées pour optimiser par la suite la cuisson (ou frittage) qui instaurera les propriétés finales.

Dans ce contexte, dans ce projet la création du lit de poudre en prenant en compte le comportement du liant est modélisée numériquement par la méthode des éléments discrets. Ce modèle numérique est développé à l’aide du langage Python et utilise des GPU de manière à minimiser les coûts énergétiques d’une part et à permettre de modéliser des domaines plus grands, et par conséquent, plus réalistes d’autre part.

Des essais expérimentaux viendront valider le modèle qui pourra être ensuite utilisé comme jumeau numérique. Ce jumeau numérique doit être utilisé pour optimiser les paramètres du procédé lors de l’impression des pièces. 

Ce travail vise donc la maturation du procédé pour disposer à terme :

✔️d’un modèle numérique robuste par éléments discrets permettant de déterminer les paramètres clés de fabrication (forme du racleur, vitesse du racleur, pression appliquée, …) d’une part et de prédire le comportement mécanique et les dimensions des pièces d’autre part,

✔️de méthodes de caractérisation permettant de déterminer des paramètres indispensables à la calibration du modèle.

Les données de sortie du projet permettront tout d’abord d’améliorer certains organes du procédé ou bien encore d’augmenter les compétences et savoir-faire d’impression de matériaux céramiques.

Projet démarré en 2023 (fin en 2025)

Collaboration : CTTC, Institut de Recherche sur les Céramiques (IRCER)

Financeurs

Le CTTC remercie la région Nouvelle-Aquitaine