Les travaux du GDR sont centrés sur les propriétés des matériaux pour la fabrication additive et sur les propriétés des alliages obtenus par la FA. La fabrication additive doit permettre d’imaginer une nouvelle métallurgie, basée sur le comportement des alliages hors équilibre et des alliages à gradient (composition, microstructure, propriétés). Elle peut également contribuer à revisiter les enjeux traditionnels de la science des matériaux en les abordant sous l’angle de ce nouveau moyen de conception. La FA se rapproche fortement des problématiques de soudabilité, fait intervenir des concepts liés aux mécanismes de solidification rapide, et appartient au domaine plus large de la métallurgie des poudres. Elle applique également beaucoup de concepts physiques liés au soudage (absorption de l’énergie dans différents régimes, instabilités hydrodynamiques), mais à des échelles différentes et à des cinétiques plus rapides.
Les travaux du GDR ALMA portent à la fois sur les mécanismes physiques élémentaires, les matériaux utilisés et les propriétés finales des pièces réalisées.
Mécanismes physiques – Dans les différents procédés concernés, on utilise une source de haute énergie (arc électrique, laser, faisceau d’électron) pour fondre de la matière sous forme de poudre ou de fil, et structurer une pièce 3D par accumulation de couches fondues – solidifiées. Si la physique de ces procédés est suffisamment maîtrisée, beaucoup de domaines scientifiques restent mal appréhendés.
Matériaux – Le GDR doit permettre de faire émerger des familles d’alliages identifiées pour leurs propriétés structurelles ou fonctionnelles originales, suite à la leur mise en forme par FA. De plus, la fabrication de poudres métalliques de qualités spécifiques (granulométrie définie avec faible dispersion, pureté des alliages, oxydation des poudres, coulabilité, étalabilité) reste un défi en raison de leur grande surface spécifique et de leur affinité pour l’oxygène.
Propriétés – Une pièce obtenue par FA nécessite des spécificités en termes de tenue mécanique, traitements thermiques post-process et propriétés de surfaces. Beaucoup de propriétés restent cependant encore peu étudiées ou mal comprises : mécanismes de plasticité, rôle des défauts métallurgiques, propriétés des surfaces fonctionnelles, propriétés électriques, magnétiques, dégradation et usure.