Effects of Titanium alloy powder characteristics on the quality of parts produced by additive manufacturing and how to control them

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Metal powders are used in additive manufacturing (AM) processes. With these processes, parts with uniform microstructure and acceptable porosity levels are produced. If the quality of the powder is acceptable, optimized manufacturing parameters can be defined to make the process robust. Current technical challenges include the possibility of operating metal powders with variable characteristics. The process parameters in AM will then have to be adapted to certify minimum in-service properties for the produced parts. In particular, the particle size distribution of powders influences the microstructure, the fraction and maximum size of defects on the surface or in the microstructure. These defects affect mechanical properties and service performance. The process parameters may need to be adapted to ensure that the manufactured parts are in a proper manner. For rapid production a combination of 1) Identifying and monitoring the effect of metallic powders characteristics and proper process parameters on final service properties and 2) Certifying intended service properties of the manufactured parts is essential. This combination could be demonstrated as main objective of industry 4.0. It is necessary to have reproducible and reliable processes, whatever the batch of powder used, and to be able to produce batches of a single part with the required properties. So, this project is defined in order to better document the challenges mentioned above and find solutions to increase the versatility of additive manufacturing.#(cr)#(lf)Les poudres métalliques sont utilisées dans les procédés de fabrication additive (FA). Avec ces procédés, des pièces ayant une microstructure uniforme et des niveaux de porosités acceptables. Si la qualité de la poudre utilisée est constante, des paramètres de fabrication optimisés peuvent être définis pour rendre le procédé robuste. Les défis techniques actuels comprennent la possibilité de fonctionner adéquatement avec des poudres métalliques ayant des caractéristiques qui varient. Il faudra alors adapter les paramètres procédés en FA afin de certifier des propriétés en service minimales pour les pièces produites. Spécialement, la distribution granulométrique des poudres influence la microstructure, les défauts produits et leurs tailles maximales, en surface ou dans le matériau. Ces défauts affectent les propriétés mécaniques et les performances de service.Les paramètres du procédé doivent être éventuellement adaptés pour permettre d'assurer une production conforme des pièces, mais parfois, une pénalité sur les pièces produites doit être envisagée. L'identification des effets de la combinaison des caractéristiques des poudres métalliques et des paramètres de procédé utilisés sur la certification des propriétés de service prévues des pièces fabriquées devient essentielle dans la production rapide, et ceci d'autant plus que l'industrie 4.0 prend son essor. Il est nécessaire d'avoir des procédés reproductibles et fiables, quel que soit le lot de poudre utilisé, et être capable de produire des lots d'une seule pièce aux propriétés requises. Donc, ce projet est défini afin de mieux documenter les défismentionnés ci-dessus et de trouver des solutions pour augmenter la versatilité des pareils conventionnels d'impression 3D.