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Séance de cours

Frittage et fusion laser: propriétés thermiques et intensité

Dans cours

ME-413: Introduction to additive manufacturing

The state of the art in the domain of additive production processes (the part is built by material addition without use of a shape tool) will be presented. The main application/benefits/shortcomings of the common additive processes as well as technologi ...

Description

Cette séance de cours couvre le mécanisme de consolidation dans le frittage et la fusion sélectifs au laser, l'intensité laser nécessaire, la diffusion de la chaleur dans un lit de poudre, le coefficient d'absorption, la conductivité thermique et électrique et la représentation graphique des fonctions H. Il traite également de l'intensité minimale requise pour le frittage sélectif au laser métallique, de la focalisation des sources thermiques / fluorescentes et de l'intensité attendue après la focalisation.

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Enseignant·e·s (3)

Christophe Moser

Christophe Moser is Associate Professor of Optics and the Section Director in the Microengineering department at EPFL. He obtained his PhD at the California Institute of Technology in optical information processing in 2000. He co-founded and was the CEO of Ondax Inc (acquired by Coherent Inc.), Monrovia California for 10 years before joining EPFL in 2010. His current interests are ultra-compact endoscopic optical imaging through multimode fibers, multimode fiber lasers, retinal imaging and additive manufacturing via volumetric 3D printing with light. He is the co-founder of Composyt light lab in the field of head worn displays in 2014 (acquired by Intel Corp), Earlysight SA and Readily3D. He is the author and co-author of 75 peer reviewed publications and 45 patents.

Eric Boillat

Jürgen Brugger

I am a Professor of Microengineering and co-affiliated to Materials Science. Before joining EPFL I was at the MESA Research Institute of Nanotechnology at the University of Twente in the Netherlands, at the IBM Zurich Research Laboratory, and at the Hitachi Central Research Laboratory, in Tokyo, Japan. I received a Master in Physical-Electronics and a PhD degree from Neuchâtel University, Switzerland. Research in my laboratory focuses on various aspects of MEMS and Nanotechnology. My group contributes to the field at the fundamental level as well as in technological development, as demonstrated by the start-ups that spun off from the lab. In our research, key competences are in micro/nanofabrication, additive micro-manufacturing, new materials for MEMS, increasingly for wearable and biomedical applications. Together with my students and colleagues we published over 200 peer-refereed papers and I had the pleasure to supervise over 25 PhD students. Former students and postdocs have been successful in receiving awards and starting their own scientific careers. I am honoured for the appointment in 2016 as Fellow of the IEEE “For contributions to micro and nano manufacturing technology”. In 2017 my lab was awarded an ERC AdvG in the field of advanced micro-manufacturing.

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Concepts associés (32)

Conductivité thermique

La conductivité thermique (ou conductibilité thermique) d'un matériau est une grandeur physique qui caractérise sa capacité à diffuser la chaleur dans les milieux sans déplacement macroscopique de matière. C'est le rapport de l'énergie thermique (quantité de chaleur) transférée par unité de temps (donc homogène à une puissance, en watts) et de surface au gradient de température. Notée λ (anciennement K voire k), la conductivité thermique intervient notamment dans la loi de Fourier.

Isolation thermique

thumb|Isolation thermique effectuée par l'extérieur afin de limiter les ponts thermiques. L’isolation thermique est l'ensemble des techniques mises en œuvre pour limiter les transferts de chaleur entre un milieu chaud et un milieu froid. L'isolation thermique est utilisée dans de nombreux domaines, notamment le bâtiment, l'industrie, l'automobile, la chaîne du froid, la cuisine et le textile. Elle permet de réduire la consommation énergétique, donc les coûts et les émissions de gaz à effet de serre.

Conduction thermique

La conduction thermique (ou diffusion thermique) est un mode de transfert thermique provoqué par une différence de température entre deux régions d'un même milieu, ou entre deux milieux en contact, et se réalisant sans déplacement global de matière (à l'échelle macroscopique) par opposition à la convection qui est un autre mode de transfert thermique. Elle peut s'interpréter comme la transmission de proche en proche de l'agitation thermique : un atome (ou une molécule) cède une partie de son énergie cinétique à l'atome voisin.

Frittage

Le frittage est un procédé de fabrication de pièces consistant à chauffer une poudre sans la mener jusqu’à la fusion. Sous l'effet de la chaleur, les grains se soudent entre eux, ce qui forme la cohésion de la pièce. Le cas le plus connu est celui de la cuisson des poteries.

Résistance thermique

La résistance thermique quantifie l'opposition à un flux thermique entre deux isothermes entre lesquels s'effectue un transfert thermique de sorte que : où est le flux thermique en watts (W) et est la différence de température en kelvins (K). La résistance thermique s'exprime en kelvins par watt (K/W). La résistance thermique surfacique (en mètres carrés-kelvins par watt, K·m·W-1, est son équivalent rapporté à la densité de flux thermique (en watts par mètre carré, W/m) : Cette dernière est davantage utilisée dans le cas des surfaces planes notamment dans le domaine de la thermique du bâtiment.

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Séances de cours associées (36)

Diffusion thermique: Conservation et loi de Fourier

Explique la conservation de l'énergie et la loi de Fourier en matière de diffusion thermique.

Diffusion thermique dans les matériaux

Couvre la dilatation thermique, la conductivité et la diffusion dans les matériaux, expliquant comment la température affecte les propriétés et le transfert de chaleur.

Diffusion thermique : Conductivité et expansion

Explore la diffusion thermique, la conductivité et l'expansion des matériaux sous la chaleur.

Diffusion: Vue macroscopique

Explore la diffusion d'un point de vue macroscopique, en mettant l'accent sur la dérivation de l'équation de diffusion par la conservation de masse et la loi de flux fixe.

Propriétés thermiques des matériaux

Explore l'influence de la température sur les propriétés, les dimensions et le comportement des matériaux, y compris la fatigue thermique et la dilatation.

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Concepts associés (32)

Conductivité thermique