ISO/ASTM TR 52905:2023

RAPPORT ISO/ASTM TR
TECHNIQUE 52905
Première édition
2023-06
Fabrication additive de métaux —
Essais et évaluation non destructifs —
Détection de défauts dans les pièces
Additive manufacturing of metals — Non-destructive testing and
evaluation — Defect detection in parts
Numéro de référence
© ISO/ASTM International 2023
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO/ASTM International 2023
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou un intranet, sans autorisation écrite soit de l’ISO à l’adresse ci-après,
soit d’un organisme membre de l’ISO dans le pays du demandeur. Aux États-Unis, les demandes doivent être adressées à ASTM
International.
ISO copyright office ASTM International
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700
CH-1214 Vernier, Genève West Conshohocken, PA 19428-2959, USA
Tél.: +41 22 749 01 11 Tél.: +610 832 9634
Fax: +41 22 749 09 47 Fax: +610 832 9635
E-mail: copyright@iso.org E-mail: khooper@astm.org
Web: www.iso.org Web: www.astm.org
Publié en Suisse
ii
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Potentiel d'END pour l'authentification et/ou l'identification . 2
5 Liste des termes abrégés . 3
6 Imperfections/défauts types en FA .4
6.1 Origines/causes des imperfections . 4
6.2 Classification des imperfections/défauts . 4
6.3 Stratégies de classification des défauts pour la FA .12
7 Examen des normes d'END .13
7.1 Normes relatives aux END post-traitement . 13
7.1.1 Examen ISO . 14
7.2 Examen END en cours de fabrication . 16
8 Structure de choix normalisée pour la FA .19
9 Potentiel des techniques d'END pour les défauts de FA uniquement .19
10 Artéfacts de FA .30
10.1 Conception .30
10.1.1 Artéfact en étoile . 30
10.1.2 Artéfact à la carte . 37
10.2 Fabrication . 39
10.2.1 Artéfact en étoile . 39
10.2.2 Artéfact à la carte .40
11 Essais et validation d'une méthode d'END à l'aide d'artéfacts en étoile .41
11.1 Essais expérimentaux . 41
11.1.1 Tomodensitométrie – TDM (MTC, GE et EWI) . 42
11.1.2 Imagerie neutronique — IN et rayonnement par synchrotron — SX (HZB
et ESRF) .46
11.1.3 Contrôles thermographiques — TT (Université de Bath) .54
11.1.4 Méthodes de spectroscopie de résonance ultrasonore — RUS .63
11.1.5 Contrôles par ultrasons — UT et UT en réseau phasé — PAUT (EWI, NIST
et LNE) . 79
11.1.6 Contrainte résiduelle — CR (ILL) .85
12 Validation des défauts fabriqués dans un artéfact en étoile (découpe au MTC) .90
12.1 Résumé de la procédure par TDM .90
12.1.1 Appareil . 92
12.1.2 Signification des données/interprétation des résultats .92
12.2 Résumé de la procédure par métallographie .96
12.2.1 Appareil .97
12.2.2 Signification des données/Interprétation des résultats .97
12.3 Commentaires/observations .99
13 Essais END pour un artéfact à la carte . 100
13.1 Résumé de la procédure .100
13.2 Appareil.100
13.3 Signification des données/interprétation des résultats .100
13.4 Commentaires/observations .104
14 Résumé des conclusions des essais par matériau . 104
iii
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

15 Principales conclusions . 108
Annexe A (informative) Causes et effets de défauts dans un procédé DED à fil et PBF . 111
Annexe B (informative) Examen des normes d'END existantes pour le soudage ou le
moulage pour une application d'imperfections de FA après fabrication . 113
Annexe C (informative) Artéfacts en étoile utilisés pendant les essais .119
Annexe D (informative) Résumé des technologies de fabrication et d'END d'artéfact en
étoile pour les essais . 123
Annexe E (informative) Paramètres de TDM et montage de TDM utilisés pour l'inspection
et la validation . 126
Annexe F (informative) Paramètres et montage pour une inspection par imagerie
neutronique (IN) et par synchrotron (Sx) . 143
Annexe G (informative) Montage pour une inspection TP et SHT . 149
Annexe H (informative) Contrôle par ultrasons . 152
Annexe I (informative) Caractérisation des contraintes résiduelles du Ti6Al4V par
diffraction neutronique . 165
Bibliographie .167
iv
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le comité chargé de l'élaboration du présent document est l'ISO/TC 261, Fabrication additive, en
coopération avec le Comité ASTM F 42, Technologies de fabrication additive, dans le cadre d'un accord de
partenariat entre l'ISO et ASTM International dans le but de créer un ensemble commun de normes ISO/
ASTM sur la fabrication additive, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 438, Fabrication
additive, du Comité Européen de Normalisation (CEN), conformément à l'Accord de coopération
technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Il convient que l'utilisateur adresse tout retour d'information ou toute question concernant le présent
document à l'organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l'adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

Introduction
En réponse au besoin urgent de normes pour la fabrication additive (FA), le présent document indique
initialement des méthodes d'Essais non destructifs (END) ayant le potentiel de détecter des défauts
et de déterminer la distribution des déformations résiduelles qui sont générées dans les procédés de
FA. Un certain nombre de ces méthodes ont été vérifiées. La stratégie adoptée a été d'examiner les
normes d'END existantes concernant des procédés de fabrication matures qui sont similaires à la
FA, à savoir le moulage et le soudage. Cela réduit potentiellement le nombre de normes requises pour
couvrir exhaustivement les défauts dans la FA. Pour les défauts spécifiques à la FA identifiés, le présent
document propose une approche d'END à deux niveaux: un artéfact en étoile en tant qu'Indicateur de
qualité initiale (IQI) et un artéfact à la carte où un exemple montre les étapes spécifiques à suivre pour
la pièce réalisée par FÀ unique très spécifique à fabriquer, ouvrant la voie à un cadre structuré et global.
La plupart des méthodes d'inspection de métaux des END utilisent des ultrasons ou des rayons X, mais
ces techniques ne peuvent pas toujours prendre en charge les formes compliquées habituellement
produites par FA. Dans la majorité des circonstances, la tomodensitométrie (TDM) est une méthode
plus adaptée, mais elle présente aussi des limites et des possibilités d'amélioration ou d'adaptation à
la FA, en plus d'être une méthode coûteuse à la fois en temps et en argent.
Le présent document inclut des essais non destructifs post-traitement de fabrication additive (FA) de
pièces métalliques avec une approche globale. Il couvre plusieurs secteurs, et un cadre similaire peut
être appliqué à d'autres matériaux (par exemple céramique, polymères, etc.). Les normes sur les END
et la métrologie en cours de fabrication sont référencées à mesure qu'elles sont élaborées. Le présent
document expose la capacité des normes actuelles à détecter lesquels des types d'imperfection de
fabrication additive (FA) et quelles imperfections exigent de nouvelles normes, en utilisant un outil de
sélection normalisé. Les méthodes d'END ayant le potentiel le plus élevé sont soumises à l'essai.
vi
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

RAPPORT TECHNIQUE ISO/ASTM TR 52905:2023(F)
Fabrication additive de métaux — Essais et évaluation non
destructifs — Détection de défauts dans les pièces
1 Domaine d'application
Le présent document catégorise les défauts de fabrication additive (FA) de la catégorie de procédés DED
et PBF par laser et faisceau d'électrons, fournit un examen des normes d'END actuelles pertinentes,
détaille des méthodes d'END qui sont spécifiques à la FA et aux géométries 3D complexes et définit des
techniques d'essais non destructifs existantes qui s'appliquent à certains types de défauts de FA.
Le présent document est destiné aux utilisateurs et aux producteurs de procédés de FA et s'applique, en
particulier, à ce qui suit:
— les applications de FA critiques pour la sécurité;
— la confiance assurée dans la FA;
— les produits rétroconçus fabriqués par FA;
— les organismes d'essai souhaitant comparer les géométries demandées et les géométries réelles.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 11484, Produits en acier — Système de qualification, par l'employeur, du personnel pour essais non
destructifs (END)
ISO/ASTM 52900, Fabrication additive — Principes généraux — Fondamentaux et vocabulaire
ASTM E1316, Terminology for Nondestructive Testing
EN 1330-2, Essais non destructifs — Terminologie — Partie 2: Termes communs aux méthodes d’essais non
destructifs
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions des ISO/ASTM 52900, ASTM E1316,
EN 1330-2 et ISO 11484 ainsi que les suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
type d'imperfection
élément identifiable qui définit une imperfection spécifique
Note 1 à l'article: terme défaut (defect), ce mot est utilisé pour une imperfection (flaw) qui ne remplit pas les
critères d'acceptation spécifiés et est rejetable.
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

Note 2 à l'article: Terme imperfection (flaw), une imperfection ou une discontinuité qui n'est pas nécessairement
rejetable.
3.2
manque de fusion
LOF
type de porosité induite par le procédé, dans lequel la poudre ou le fil servant de matière première n'est
pas entièrement fondu(e) ou fusionné(e) sur le substrat précédemment déposé
Note 1 à l'article: Dans la PBF, ce type d'imperfection peut être une cavité vide, ou contenir une poudre non fondue
ou partiellement fusionnée, appelée poudre non consolidée.
Note 2 à l'article: Un LOF se produit habituellement dans la masse, rendant sa détection difficile.
Note 3 à l'article: Comme les vides, un LOF peut se produire sur le plan d'une couche de fabrication (LOF de
couche/LOF horizontal) ou sur plusieurs couches de fabrication (LOF intercouche/LOF vertical).
3.3
poudre non consolidée
poudre non fondue qui, en raison d'une défaillance de procédé, n'a pas été fondue et est devenue piégée
à l'intérieur
3.4
décalage de couche
lorsqu'il est perturbé par un champ magnétique, une couche ou un certain
nombre de couches sont décalées par rapport aux autres couches de fabrication
Note 1 à l'article: Voir arrêt/reprise pour un laser/faisceau d'électrons de PBF.
3.5
poudre piégée
poudre non fondue qui n'est pas destinée à la pièce mais est piégée à l'intérieur de cavités internes de la
pièce
3.6
porosité
présence de petits vides dans une pièce, la rendant moins que totalement dense
Note 1 à l'article: La porosité peut être quantifiée sous forme de rapport, exprimé en pourcentage du volume de
vides sur le volume total de la pièce.
[SOURCE: ISO/ASTM 52900:2019, 3.11.8]
4 Potentiel d'END pour l'authentification et/ou l'identification
Certaines des méthodes d'END du présent rapport technique ont le potentiel supplémentaire d'extraire
un appareil ou une conception d'authentification et/ou d'identification incorporé(e) dans la conception
de la pièce réalisée par FA. Ce potentiel dépend clairement du ou des matériaux, de la géométrie et
du procédé choisis pour fabriquer la pièce. Toutefois, les informations de conception et un fichier de
données de FA peuvent incorporer dans sa géométrie ou son état des dispositifs ad hoc qui peuvent
potentiellement être extraits par des techniques d'END. L'ISO/TC 292 spécifie et maintient un certain
nombre de normes portant sur ces dispositifs au sein du référentiel ISO, qui s'appliquent pleinement aux
informations numériques de FA. Les exigences spécifiques des techniques de conception, des matériaux,
des procédés, des modalités et des applications d'END nécessitent cependant toujours une évaluation,
un choix et une classification minutieuses.
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

5 Liste des termes abrégés
BAE Systèmes d'ingénierie et d'aérospatiale britanniques (British Aerospace and Engineering
Systems)
DED-LB dépôt de matière sous énergie concentrée par laser (laser directed energy deposition)
DN diffraction neutronique
EB-PBF fusion sur lit de poudre par faisceau d'électrons (electron beam powder bed fusion)
END essais non destructifs
ÉND évaluation non destructive
ESRF Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron (European Synchrotron Research
Facility)
EWI Institut Edison Welding (Edison Welding Institute)
FA fabrication additive
FMC capture matricielle complète (full matrix capture)
GE-PD division Poudres de General Electric (General Electric Powder Division)
HZB Helmholtz-Zentrum Berlin
ILL Institut Laue-Langevin
IN imagerie neutronique
IR infrarouge
J & J Johnson & Johnson
LNE laboratoire national de métrologie et d'essais
MTC Centre des technologies de fabrication (Manufacturing Technology Centre)
NIST Institut national des normes et de la technologie (National Institute of Standards and Tech-
nology)
NLA essais acoustiques non linéaires (non-linear acoustic testing)
NLR essais de résonance non linéaire (non-linear resonance testing)
PAUT contrôles par ultrasons en réseau phasé (phase array ultrasound testing)
PBF-LB fusion sur lit de poudre par laser (laser powder bed fusion)
PCRT essais de résonance compensée par le procédé (process compensated resonance testing)
RAM méthode acoustique de résonance (resonance acoustic method)
RdI région d'intérêt
SHT thermographie par chauffage par échelons (step heating thermography)
SX synchrotron à rayons X
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

TDM tomodensitométrie
TFM méthode de focalisation en tout point (total focusing method)
TIR thermographie infrarouge
TMS The Modal Shop
TP thermographie pulsée
UoB Université de Bath (University of Bath)
6 Imperfections/défauts types en FA
6.1 Origines/causes des imperfections
Les causes de défauts dans différents types de procédés de FA peuvent être très différentes, mais les
défauts qu'elles génèrent peuvent être remarquablement similaires. La détection des défauts ne dépend
par ailleurs pas de la cause, et en général, seules la dimension et la géométrie (et éventuellement la
morphologie) du défaut importent pour la détection.
Les causes et les effets d'un certain nombre d'imperfections de FA ont été rapportés dans le projet
[21]
européen AMAZE . Le Tableau A.1 et le Tableau A.2 donnent des explications des mécanismes par
lesquels ces imperfections sont générées et ces mécanismes sont liés aux paramètres de procédé choisis
et aux conditions de traitement résultantes, voir l'ISO 11484. La compréhension des conditions dans
lesquelles des imperfections sont générées et la simplification de la terminologie utilisée pour décrire
ces imperfections contribuent à l'effort d'amélioration de la qualité requise pour une mise en œuvre
généralisée de la technologie.
L'organigramme visible sur la Figure 1 donne une idée de la complexité de la génération d'imperfections
au sein du procédé PBF. Comme cela peut être vu, la génération d'un type d'imperfection peut se
traduire par une condition de traitement anormale, qui à son tour génère une seconde imperfection. Par
exemple, la présence d'une couche épaisse ou d'une puissance de laser (ou de faisceau d'électrons) faible
peut entraîner une sous-fusion, qui à son tour peut conduire à une poudre non consolidée. Couplée à
la tendance de la source d'énergie à diminuer l'énergie de surface d'une poudre non consolidée sous
l'action de la tension de surface, une formation de billes peut s'en suivre du fait d'un rétrécissement
et d'un mouillage aggravé, conduisant à des piqûres, une surface de fabrication irrégulière, ou une
augmentation de la rugosité de surface; voir l'EN 1330-2.
Par conséquent, même lorsqu'il existe plusieurs causes, un type d'imperfection unique ou des
conditions peuvent être générés (rugosité de surface excessive), entraînant une défaillance par un
mode de défaillance unique (fissuration de surface conduisant à des propriétés en fatigue réduites).
En variante, il est également concevable qu'un type d'imperfection unique ou qu'une condition unique
puisse entraîner une défaillance par plusieurs modes de défaillance différents.
6.2 Classification des imperfections/défauts
Des imperfections de FA après fabrication ont été identifiées sur la base d'un rapport du projet européen
AMAZE FP7. Les imperfections potentielles dans le dépôt de matière sous énergie concentrée (DED) et
la fusion sur lit de poudre (PBF) sont énumérées dans le Tableau 1 et le Tableau 2, respectivement. Une
brève description pour chaque type d'imperfection est également donnée dans les tableaux.
Du fait de la similarité dans la fabrication, les défauts de soudage et de moulage ont une certaine
ressemblance avec les défauts des procédés de FA tels que la PBF et le DED. Les défauts de pièces PBF
et DED après fabrication sont identifiés et énumérés dans l'EN 1330-2, l'ASTM E1316 et la Référence [22].
Comme noté dans le Tableau 1 et le Tableau 2, les deux technologies ont des défauts courants tels que
la porosité, les inclusions, les caniveaux, la géométrie, le LOF, et un état de surface rugueux. Cependant,
les mécanismes de génération de défauts PBF et DED sont très différents, et ce qui est plus important,
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

l'abondance relative de chaque type de défaut est très différente du fait des mécanismes de fusion et
de solidification impliqués (et des gradients thermiques significativement plus élevés présents dans le
DED). Le DED implique d'impulser un mouvement dans le bain de fusion plutôt que de faire fondre la
poudre qui est déjà présente. La différence importante entre les deux méthodes est celle des échelles de
temps.
Légende
machine: entrées/choix
pièce réalisée par FA: défaut/imperfection résultant(e)
procédé: condition résultante
type de défaillance courant
Figure 1 — Causes, mode de défaillances et formation de défauts dans la FA PBF
(voir l'ISO/ASTM 52900)
Dans la PBF, il y a un équilibre des échelles de temps entre la fusion et la resolidification. Si le taux
de fusion est trop faible, le bain de fusion peut alors devenir instable et se fragmenter en plusieurs
bains. Si le taux de fusion est trop élevé, la poudre fond partiellement à l'avant du bain de fusion, ce qui
peut entraîner des défauts ou des zones affectées par la chaleur. Dans le DED, cet équilibre n'est pas
pertinent, mais la poudre (ou le fil) qui est alimenté(e) dans le bain de fusion peut fondre suffisamment
rapidement. Le problème de l'ajout d'un matériau froid (avec un élan donné) à un bain de fusion n'est
pas bien compris, mais a un grand effet sur le sens de la convection de Marangoni et sur les gradients
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

thermiques présents. Il est probable que le bain de fusion soit beaucoup moins profond (ce qui peut
réduire la poudre environnant le bain de fusion) et que les gradients thermiques soient moins sévères
(ce qui peut entraîner un bain de fusion plus plat), bien que cela dépende du mouillage entre le substrat
(qui n'a pas de poudre environnante) et le bain de fusion. Cette différence de dynamique du bain de
fusion impacte sa forme.
Cela a deux conséquences importantes, le grossissement du grain et la dynamique des bulles. Les
défauts internes sont attribuables à la fissuration, aux pores, ou au manque de matériau. La fissuration
a de nombreuses causes, mais est généralement liée au joint de grains (en dehors de la fissuration
de solidification). Noter que le problème de «projections» qui est considéré comme particulièrement
important dans le DED (ou même dans le soudage) demeure un problème majeur dans la PBF. Pour
la L-PBF, le problème qui se pose est celui de l'ablation à la surface du bain de fusion provoquée par les
gradients thermiques élevés. Pour l'EB-PBF, le problème qui se produit découle de deux mécanismes:
l'ablation et le chargement de la poudre.
Tableau 1 — Imperfections types dans le dépôt de matière sous énergie concentrée
Type d'imperfec-
Description
tion
Mauvaise finition La rugosité de surface sur la pièce ne respecte pas la spécification cible pour la pièce. Un
de surface mesurage de la rugosité de surface est considéré comme extérieur au domaine d'application
pour les END, cependant, un examen visuel peut être inclus.
Porosité Habituellement de forme sphérique et contient du gaz. Des porosités peuvent croître en
ligne pour former une chaîne ou une porosité allongée.
Fusion incomplète La fusion entre l'ensemble des surfaces du métal de base et entre les soudures adjacentes
n'est pas complète. Cela se produit lorsqu'un nouveau matériau a été utilisé et que les
paramètres de fabrication n'ont pas été optimisés. Habituellement, cette imperfection est
éliminée avec l'amélioration du procédé lorsque tous les paramètres ont été optimisés.
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

TTabableleaauu 1 1 ((ssuuiitte)e)
Type d'imperfec-
Description
tion
Caniveaux au Une rainure fondue dans le métal de base, adjacente au pied de soudure ou à la face de sou-
niveau du pied des dure et laissée non remplie par le métal de soudure.
soudures entre
des cordons de
soudure adjacents
Cordon de sou- Ils indiquent des erreurs dans le procédé qui peuvent compromettre l'intégrité de la fabri-
dure et caracté- cation. Les imperfections internes qui en découlent peuvent être un vide, une porosité, ou
ristiques de fusion une fusion incomplète.
non uniformes
Trou ou vide Se produit habituellement à l'intérieur de la pièce fabriquée, comme montré sur la micro-
graphie ci-dessous. Il est difficile à détecter par un examen physique de la pièce.
Inclusions non Inclusions pouvant venir de la poudre ou du fil métallique servant de matière première.
métalliques Certaines inclusions sont intentionnellement ajoutées à la poudre pour améliorer le pro-
cédé (par exemple pour l'oxydation), mais elles peuvent aussi être provoquées par des
contaminants dans le procédé.
Fissuration Une fissuration peut se développer à partir de trous ou vides internes qui s'agrandissent
ensuite vers la surface externe.
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

TTabableleaauu 1 1 ((ssuuiitte)e)
Type d'imperfec-
Description
tion
Manque d'exac- Une variation de la dimension de la pièce par rapport au modèle CAO ne fait actuellement
titude géomé- pas partie de l'examen. Néanmoins, les étages et une variation flagrante qui peuvent être
trique/étages détectés par un examen visuel sont inclus.
dans la pièce
Tableau 2 — Imperfections types dans la fusion sur lit de poudre
Type d'imper-
Description
fection
Poudre non conso- Poudre non consolidée conduisant à une porosité ou des vides. La morphologie est différente
lidée de celle de pores générés par un gaz, mais la géométrie et la dimension sont assez similaires.
L'image ci-dessous est un exemple provenant du projet RASCAL.
Poudre piégée Poudre non fondue qui n'est pas destinée à la pièce est piégée à l'intérieur de cavités de la pièce.
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

TTabableleaauu 2 2 ((ssuuiitte)e)
Type d'imper-
Description
fection
Défaut de couche Vide ou porosité avec ou sans poudre non consolidée qui s'agrandit sur le plan de la couche de
(manque de fabrication d'une manière connectée ou semi connectée. L'image ci-dessous est une découpe
fusion horizontal) verticale d'un balayage de tomodensitométrie.
Intercouche Vide ou porosité avec ou sans poudre non consolidée qui s'agrandit le long de l'axe de fabrication
(manque de d'une manière connectée ou semi connectée. Les images ci-dessous montrent des découpes
fusion vertical) verticale et horizontale d'un balayage de tomodensitométrie.
Vue verticale de la découpe.
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

TTabableleaauu 2 2 ((ssuuiitte)e)
Type d'imper-
Description
fection
Vue de haut de la découpe.
Porosité Habituellement de forme sphérique et contient du gaz. Des porosités peuvent croître en ligne
pour former une chaîne ou une porosité allongée. L'image ci-dessous est une découpe hori-
zontale d'un balayage de tomodensitométrie.
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

TTabableleaauu 2 2 ((ssuuiitte)e)
Type d'imper-
Description
fection
Mauvaise finition La rugosité de surface sur la pièce ne respecte pas la spécification. Par exemple, la rugosité
[24]
de surface de surface est supérieure à la limite acceptable .
P = 50 W, V = 200 m/s
P = 195 W, v = 1 200 m/s
Décalage de Une variation de la dimension de la pièce par rapport au modèle CAO ne fait actuellement pas
couche/manque partie de l'examen. Néanmoins, les étages et une variation flagrante qui peuvent être détectés
d'exactitude géo- par un examen visuel sont inclus.
métrique/étages
dans la pièce
Propriétés méca- Une certaine région de la pièce a des propriétés mécaniques différentes du reste de la pièce.
niques réduites
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

TTabableleaauu 2 2 ((ssuuiitte)e)
Type d'imper-
Description
fection
Inclusions Des inclusions peuvent provenir des contaminants dans la poudre. L'image ci-dessous est une
image TDM d'une inclusion provenant du projet AMAZE 2.
Vide Imperfections créées pendant le procédé de fabrication qui sont des poches vides ou remplies
de poudre partiellement ou entièrement non frittée, ou de fil partiellement ou entièrement non
fusionné. Ces poches peuvent exister dans une variété de formes et de dimensions. L'image
ci-dessous est une découpe horizontale d'un balayage de tomodensitométrie.
6.3 Stratégies de classification des défauts pour la FA
Comme souligné dans l'ISO 11484 et la Référence [25], il existe depuis longtemps des classes de défauts
dans les normes d'ÉND pour les pièces de production moulées, corroyées, forgées et soudées fabriquées
de manière conventionnelle. Les défauts produits par ces procédés conventionnels ne sont généralement
pas similaires à ceux produits par les procédés de FA. De plus, les caractéristiques d'atténuation du
signal d'ÉND dans les pièces réalisées par FA peuvent différer de celles de pièces conventionnelles. Par
conséquent, les normes de référence physique existantes et les procédures d'ÉND peuvent être utilisées
[25]
avec précaution lors de l'inspection des pièces réalisées par FA . Cela implique que, jusqu'à ce qu'une
classification des défauts de FA acceptée et que les limites de détection d'ÉND associées pour les défauts
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

de FA technologiquement pertinents soient établies, les méthodes d'ÉND et les critères d'acceptation
utilisés pour des pièces réalisées par FA restent spécifiques à la pièce jusqu'au point de conception.
Une variation de paramètres de procédé de FA et des perturbations pendant la fabrication peuvent
induire une variété de défauts (anomalies) dans les pièces réalisées par FA qui peuvent être détectés,
dimensionnés et localisés par une ÉND, voir l'ISO/ASTM 52900.
En plus de stratégies de classification des défauts basées sur les limites de détection d'ÉND pour les
défauts technologiquement pertinents, ou de critères d'acceptation pour les dimensions minimales
admissibles de défauts, une stratégie de classification basée sur les attributs physiques possédés par les
défauts est également possible et, peut-être, plus intuitive. Par exemple, la morphologie, l'orientation, la
dimension et l'emplacement des défauts se sont révélés des attributs utiles pour classer les défauts.
Ensemble, les attributs de défaut physiques tels que la morphologie, l'orientation, la dimension et
l'emplacement fournissent un cadre puissant pour classer les défauts et peuvent être utilisés pour
compléter les stratégies de classification des défauts délimitées par la capacité d'ÉND (dimension
minimale détectable des imperfections) ou des critères d'acceptation (dimension initiale critique des
imperfections). En fin de compte, l'objectif est de déterminer lequel ou lesquels des attributs de défaut
physiques jouent un rôle prépondérant en influençant les propriétés et les performances.
Un affinement supplémentaire d'une ÉND est possible en examinant encore d'autres attributs de défaut
physiques liés à la morphologie, à l'orientation, à la dimension et à l'emplacement. Par exemple, dans
la Référence [30], des essais de traction sur des éprouvettes haltères de FA en acier inoxydable 17-4 PH
ont été réalisés pour montrer l'effet de défauts sur leurs propriétés mécaniques. Les résultats ont révélé
que le nombre de défauts présentait la plus forte corrélation avec la limite d'élasticité comparativement
aux autres attributs. En plus des attributs de défaut que sont la morphologie, l'orientation, la dimension
et l'emplacement discutés plus haut, le choix d'une méthode d'ÉND appropriée est gouverné par une
[21][22]
gamme de considérations pratiques et matérielles . Les considérations pratiques comprennent
a) les exigences particulières en matière d'équipement et/ou d'installations,
b) le coût de l'examen,
c) la qualification du personnel et des installations,
d) la complexité géométrique de la pièce, et
e) la dimension de la pièce et l'accessibilité de la surface ou du volume d'inspection par rapport à
l'ÉND utilisée (par exemple la capacité de détecter des imperfections incorporées), et
f) l'historique du procédé et le post-traitement (voir l'ASTM E3166).
Bien que l'application de techniques d'ÉND conventionnelles soit possible pour des pièces de FA ayant
des géométries simples, les pièces réalisées par FA optimisées en topologie et ayant des géométries plus
complexes nécessitent des techniques d'ÉND spécialisées. La capacité de chaque technique à détecter
différents types de défauts, ainsi qu'à les localiser dans la surface intérieure ou extérieure d'une pièce
est indiquée. Enfin, les techniques d'ÉND sont en outre caractérisées par la capacité à filtrer globalement
ou détecter et localiser un défaut.
7 Examen des normes d'END
7.1 Normes relatives aux END post-traitement
Dans le DED, un matériau est fondu par fusion au fil de son dépôt. Les procédés DED sont principalement
utilisés pour ajouter des éléments à une structure existante ou pour réparer des pièces endommagées
ou usées. Le DED a de nombreuses variantes de procédés. Le matériau déposé peut être à base de
poudre ou de fil. La source de chaleur peut être un laser, un faisceau d'électrons, un arc électrique, entre
autres. Les procédés DED présentent des similarités avec les procédés de soudage, et par conséquent,
les imperfections générées dans le DED sont censées être similaires aux imperfections générées dans le
soudage. Pour cette raison, les normes d'END pour le soudage ont été utilisées dans l'examen.
© ISO/ASTM International 2023 – Tous droits réservés

Dans la PBF, une poudre est déposée sur un lit de plateforme de fabrication et fusionnée sélectivement
en utilisant une source d'énergie localisée (habituellement un faisceau d'électrons ou un laser) pour
former une section à travers le composant. La plateforme de fabrication est ensuite abaissée et le
procédé est répété jusqu'à ce que la pièce soit produite. Contrairement au DED, les procédés PBF
n'ont pas de similarités avec le soudage. Néanmoins, il existe des imperfections générées dans la PBF,
telles que les vides et la porosité, qui ont certaines similarités avec les imperfections de soudage. Par
conséquent, l'examen des normes d'END pour le soudage est toujours pertinent pour la PBF. En plus du
soudage, certaines imperfections de moulage courantes, la porosité aux gaz, la fissuration et l'inclusion,
sont similaires aux imperfections DED et PBF. Pour cette raison, les normes d'END pour les pièces
moulées ont également été examinées et leur applicabilité aux imperfections de FA est évaluée.
7.1.1 Examen ISO
7.1.1.1 Normes de soudage
Les normes d'END pour le soudage comprennent un certain nombre de normes qui couvrent différents
aspects de l'inspection en soudage. Cela est décrit par les diagrammes arborescents de l'ISO 17635:2016,
Figure B.1. Les normes de qualité de soudage sont spécifiées dans l'ISO 5817 et l'ISO 10042. Ces normes
enrichissent l'ISO 17635, qui est une interface entre les niveaux de qualité et les niveaux d'acceptation
des indications. La présente norme décrit également le processus de choix d'une méthode d'END, qui
se divise en six normes spécifiques à une méthode. Il s'agit de l'examen radiographique, de l'examen
par courants de Foucault, de l'examen par particules magnétiques, de l'
...