Performance Mécanique des Structures en Nids d'Abeilles Conçues Légèrement et Fabriquées à l'Aide de la Technologie de Fabrication Additive par Fusion Multi-Jets

Les structures cellulaires y compris les réseaux tridimensionnels et les nids d'abeilles bidimensionnels présentent des avantages significatifs pour atteindre une performance mécanique optimale avec un poids léger. Les techniques de conception récemment développées intégrées aux technologies de fabrication additive (FA) ont amélioré la possibilité de fabriquer des géométries complexes telles que des structures en nid d'abeilles. En général, la défaillance commence aux bords tranchants des structures en nid d'abeilles, ce qui entraîne une réduction de la rigidité et de la performance d'absorption d'énergie. Par rapport à la quantité de matériau, ces articulations représentent une grande partie du matériau dans les cellules. Par conséquent, une re-conception des structures en nid d'abeilles est nécessaire, ce qui peut améliorer les caractéristiques mentionnées précédemment. Cependant, cela augmente la complexité de conception des nids d'abeilles, de sorte que de nouvelles techniques de fabrication telles que la FA doivent être utilisées. Cette recherche tente d'examiner la distribution de matériau optimale de trois topologies différentes de structures en nid d'abeilles (hexagonale, triangulaire et carrée) avec neuf configurations de conception différentes. Pour cela, une plus grande quantité de matériau a été répartie aux nœuds sous forme de congés tout en maintenant le poids global de la structure constant. De plus, ces configurations de conception ont été analysées en termes de rigidité, d'absorption d'énergie et de comportement de défaillance en effectuant des analyses par éléments finis et des tests expérimentaux sur les échantillons fabriqués à l'aide de la technologie de Fabrication Additive par Fusion Multi-Jets. Il a été constaté que l'ajout de matériau aux bords peut améliorer les propriétés mécaniques des nids d'abeilles telles que la rigidité et l'efficacité d'absorption d'énergie. De plus, le mécanisme de défaillance est modifié en raison de la redistribution du matériau dans la structure. Les configurations de conception sans congés souffrent de défaillance fragile au début de la déformation plastique, tandis que les configurations avec une proportion de matériau augmentée aux nœuds présenteraient des zones de déformation plastique plus importantes, ce qui améliore l'efficacité d'absorption d'énergie.