Equilibre d’une goutte métallique liquide déposée sur un support quelconque dans le cadre de la fabrication additive arc-fil métallique

Une goutte liquide peut adhérer sur une surface inclinée non-plane lorsque les angles de contacts avant et arrière de la goutte sont différents (angle de contact hystérétiques). L’adhésion de cette goutte est liée aux forces capillaires qui s’équilibrent avec la pression hydrostatique de la goutte. [Guéré 98] a proposé une formulation analytique du critère d’équilibre d’une goutte d’eau sur un plan incliné (hypothèse de goutte sphérique). Cette communication présente l’extension du travail de Guéré pour l’équilibre de la goutte liquide sur un support quelconque. Ce travail réalisé dans le cadre du projet WAS SystemX est motivé par le procédé de fabrication additive WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). Ce procédé se base sur le procédé de soudage automatisé, où une pièce est construite par dépôt de cordons successifs. Un cordon est généré par dépôt de gouttes métalliques issu de fil fondu. Nous proposons un modèle géométrique de cordon déposé. Le profil du cordon est obtenu grâce à la résolution de l’équation de Young-Laplace sous l’hypothèse de rayon de courbure sphérique. Dans le cadre de cette hypothèse, la méthode des volumes finis est utilisée pour l’évaluation numérique du critère d’équilibre d’une goutte sur un support 3D quelconque. Le critère d’équilibre est ensuite validé par l’expression analytique de Guéré dans le cas du support plan incliné. Enfin, en utilisant le critère d’équilibre de la goutte sphérique, nous évaluons le critère de humping en déterminant une taille limite de goutte, garantissant un cordon rectiligne sans défauts géométriques.