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| Mise en forme de verres de chalcogénures par fabrication additive pour le développement d’optiques dans l’infrarouge moyen (Chalcogenide glasses shaping by additive manufacturing for mid-infrared optics development) | ||
Szymczyk, Léo - (2024-12-19) / Université de Rennes - Mise en forme de verres de chalcogénures par fabrication additive pour le développement d’optiques dans l’infrarouge moyen Langue : Français Directeur de thèse: Troles, Johann; Cheviré, François Laboratoire : ISCR Ecole Doctorale : S3M Thématique : Chimie, minéralogie, cristallographie | ||
Mots-clés : Fabrication additive, Verres de chalcogénures, Optique, Infrarouge, Imagerie thermique, Verres de chalcogénures, Prototypage rapide, Thermographie Résumé : Les travaux de cette thèse portent sur la mise en forme par fabrication additive d’optiques en verres de chalcogénures transmettant dans l’infrarouge moyen. La complexité de mise en forme de ces verres génère des contraintes inévitables sur la forme, le coût, la quantité ou encore le temps de conception. Dans ce contexte, l’entreprise Umicore IR Glass (Acigné, France) attend de l’impression 3D, la possibilité de réaliser des géométries complexes tout en conservant des transmissions proches de celles des verres de chalcogénures obtenus à partir des méthodes classiques de fusion-trempe. Dans un premier temps, les différents paramètres disponibles en impression FFF (Fused Filament Fabrication) de verres sont étudiés. Un plan d’expériences a permis d’optimiser la géométrie et la qualité optique de pièces en GASIR ® 5 imprimées à partir de baguettes préalablement fibrées . Dans un second temps, les travaux se sont tournés vers la mise en forme de diverses pièces optiques (disques, fenêtres, billes, lentilles...) . Une méthode alternative, s’affranchissant des baguettes, a par la suite été développée. Cette adaptation a permis d’atteindre une transmission relative de l’ordre de 99% de la transmission théorique du GASIR® 5 de référence sur 2mm d’épaisseur. Dans un troisième temps, en parallèle de la FFF, une approche par frittage laser de poudres de verres de chalcogénures est explorée sur des compositions aux températures de transition vitreuse croissantes (de 137 à 292°C). Les résultats du point de vue de la forme des pièces sont encore à améliorer mais des résultats de transmission très encourageant ont pu être obtenus. L’ensemble de ces travaux a permis d’exprimer le potentiel très encourageant de la fabrication additive pour le développement de pièces optiques en verres de chalcogénures. Résumé (anglais) : This PhD work was devoted on the shapping of chalcogenide glasses by additive manufacturing for mid-infrared optics development. The difficulty of shaping these glasses leads to certain constraints on the shape, cost, quantity and production time. In this context, Umicore IR Glass (Acigné, France) is looking for 3D printing to produce complex geometries while keeping transmission properties close to those of chalcogenide glasses obtained by using conventional melt-quenched methods. As a first step, the various parameters available for FFF (Fused Filament Fabrication) printing of glasses were studied. A design of experiments was conducted to optimise the geometry and optical quality of GASIR®5 parts printed from pre-drawn rods. Next, the work focussed on the shaping of various optical parts (discs, windows, beads, lenses, etc.). An alternative method was developed, to avoid using glass rods.This adaptation made it possible to achieve a relative transmission close to 99% of the GASIR®5 theoretical transmission reference over a thickness of 2mm. Thirdly, simultaneoulsy with the FFF, laser sintering of chalcogenide glass powders was explored for different compositions with increasing glass transition temperatures (from 137 to 292°C). The results on the shape of the parts still need to be improved, but very encouraging transmission results have been obtained. All together, this work has demonstrated the promising potential of additive manufacturing for the development of optical parts in chalcogenide glasses. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-20747 | ||
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