Journal de génie électrique et de technologie électronique

Fabrication et amélioration des performances de structures métalliques en treillis par fabrication additive

Lai-Chang Zhang

Les structures en treillis (matériaux cellulaires périodiques) sont un type d'architectures construites par un réseau de cellules unitaires périodiques spatiales avec des bords et des faces. Bien que les structures en treillis présentent une gamme de propriétés supérieures, telles qu'un faible module d'élasticité, une rigidité et une résistance spécifiques élevées, une grande surface, un grand nombre de pores internes et un niveau de contrainte relativement faible, la fabrication par les technologies traditionnelles et l'optimisation des propriétés des structures en treillis sont limitées en raison d'un mauvais contrôle des caractéristiques morphologiques du réseau de pores. Les progrès récents des technologies de fabrication additive métallique (FA) ont élargi les possibilités de conception et de fabrication des structures en treillis, ce qui offre aux structures en treillis des solutions prometteuses pour une variété d'applications. Ce travail présente les progrès récents de la fabrication additive et les performances mécaniques et catalytiques améliorées des structures en treillis. Les structures en treillis de titane biomédical de type bêta produites par fusion sélective au laser (SLM) et par fusion par faisceau d'électrons (EBM), en tant qu'implants porteurs potentiels, présentent d'excellentes propriétés mécaniques en termes de superélasticité élevée, de faible module de Young et de résistance à la compression élevée, d'absorption d'énergie élevée et de propriétés de fatigue. De plus, le composite de verre métallique poreux à base de Fe produit par SLM présente une capacité catalytique globale supérieure avec une constante de vitesse de réaction élevée et une faible énergie d'activation par rapport aux autres catalyseurs. La réutilisabilité et la capacité catalytique globale signalées dans le composite de matrice de verre métallique poreux à base de Fe produit par SLM laissent entrevoir la conception d'une nouvelle génération de catalyseurs proches de l'application pratique et d'une valeur économique élevée.