Les métaux imprimés en 3D sont utilisés depuis les années 1980 pour produire une large gamme de pièces pour diverses industries. Ces matériaux ont souvent de minuscules pores à l'intérieur (environ des dizaines de micromètres), qui peut grossir lorsqu'on leur applique une charge, en raison de leur procédé de fabrication. L'équipe de chercheurs a analysé ce qu'il advient de ces « micro vides » lorsqu'on leur applique une charge afin de comprendre comment ces métaux ductiles (capables d'absorber de l'énergie) se fracturent.

"Par exemple, la plupart des éléments structurels des voitures sont en métal ductile, afin qu'ils soient capables d'absorber de l'énergie en cas de collision. Cela signifie que la sécurité sera renforcée en cas d'accident de la circulation. Donc, comprendre et prédire en quoi la rupture des métaux ductiles équivaut à optimiser la conception des structures absorbant l'énergie lors d'impacts dans des secteurs industriels critiques, " dit l'un des auteurs de l'étude, Guadalupe Vadillo de l'équipe de recherche en mécanique des solides non linéaires du département de mécanique des continuums et d'analyse structurelle de l'UC3M.

Son étude a récemment été publiée dans le Revue Internationale de Plasticité et a identifié deux mécanismes qui provoquent la défaillance du matériau. Premièrement, l'apparition et la croissance de micropores qui font ramollir le matériau jusqu'à ce qu'il se brise, et deuxièmement, fusion, qui se produit lorsque plusieurs micropores du matériau se joignent et interagissent les uns avec les autres, accélérer la fracture.

« Au cours de ce travail, nous avons identifié comment les micro vides ou les micro pores intrinsèques du matériau se développent, se rétracter et interagir les uns avec les autres en accélérant ou en retardant la rupture de ce matériau, en fonction de la viscosité du matériau (à quelle vitesse il se déforme lorsqu'une charge est appliquée), la vitesse à laquelle la charge est appliquée au matériau et la trajectoire de chargement (direction et autres facteurs), ", dit Guadalupe Vadillo.

Les progrès dans ce domaine améliorent notre compréhension du comportement des métaux ductiles imprimés en 3D et nous aideront à concevoir et à fabriquer des pièces et des composants plus robustes dans une variété d'industries. Ces matériaux peuvent être utilisés dans des procédés où l'absorption d'énergie est importante, comme dans la fabrication de nouveaux fuselages dans l'industrie aérospatiale, différentes pièces automobiles dans l'industrie automobile ou pour le développement d'implants dans l'industrie biomédicale.