Centre Inter-universitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux - UMR CNRS 5085




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Recrutement pour 2 post-doctorats / Postdoc proposals (2 positions available)

2 post-docs positions (2 years) on the ADDIMETAL-BJ1 project with eMotion Tech / CIRIMAT / LCA

[The English version can be found below]

Recrutement de 2 post-docs sur le projet ADDIMETAL-BJ1 avec eMotion Tech / CIRIMAT / LCA

Contexte - description du projet :
Le projet ADDIMETAL-BJ1 a pour but la conception et l’optimisation d’une machine de fabrication additive de type jet de liant sur lit de poudre métallique, et la/les machine(s) de post-traitement nécessaire à la fourniture d’une solution complète. Le métal binder jetting consiste à : (i) Déposer et étaler de manière uniforme sur un plateau, une très fine couche de poudre métallique (ici 316L) (ii) Pulvériser un liant sur le lit de poudre qui reprend la forme de la première couche de l’objet que nous souhaitons réaliser. La pulvérisation s’effectue à l’aide d’une tête d’impression jet piézoélectrique optimisée. Le processus est répété, couche par couche, jusqu’à l’obtention de la pièce voulue. A la fin de l’impression, les pièces nécessitent des opérations de déliantage et/ou de frittage afin d’éliminer les matières non métalliques (liant) et de densifier les particules métalliques en une pièce finie. Le résultat obtenu est très proche du résultat optimal que nous pouvons espérer « near net shape ». Cette technologie permet l’obtention de petites pièces à géométrie complexe rapidement et sans support.

Les défis et verrous technologiques de ce projet sont les suivants :

  • Optimisation du lit de poudre
  • Qualification d’un liant qui assure les fonctions souhaitées à savoir : (i) Bonne tenue mécanique pendant l’impression du lit de poudre « imprégné ». (ii) permettre un déliantage simple, sur un temps court avec un impact écologique et des risques H&S limités.
  • Optimisation des paramètres de pulvérisation (forme, volume et vitesse des gouttelettes, etc.)
  • Garantir une bonne intégrité de la pièce après les différents post-traitements sur le plan microstructural ou mécanique et sur le plan dimensionnel
  • Optimisation des paramètres d’impression en lien avec le post-traitement

Financement : France Relance et eMotion Tech

Description des partenaires

Toulouse INP / CIRIMAT : Le Centre Interuniversitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT) a été créé en 1999 par fusion de 3 laboratoires et est structuré en 6 équipes depuis janvier 2021. Il regroupe les compétences toulousaines dans le domaine de la science et de l’ingénierie des matériaux, réparties sur 4 sites géographiques : 3 sur le campus universitaire Toulouse-Rangueil (UPS/Chimie, UPS/Physique, UPS/Pharmacie) et un sur le campus INPT-ENSIACET. Le CIRIMAT est une Unité Mixte de Recherche (UMR CNRS INPT UPS 5085) et compte environ 240 personnes, dont un peu plus de 100 permanents et environ 90 doctorants.
La stratégie scientifique est basée sur le continuum et l’équilibre entre une recherche académique du meilleur niveau international et une recherche partenariale forte tournée vers l’innovation.
Pour cela, le CIRIMAT développe 4 Axes Scientifiques pérennes :
* Science et ingénierie des matériaux
* Nanomatériaux, matériaux nanostructurés
* Revêtements et procédés de dépôt
* Vieillissement et durabilité des matériaux
Un large parc d’équipements permet les caractérisations microstructurales, structurales et texturales mais aussi l’évaluation des propriétés d’usage grâce à des mesures physiques, des analyses thermiques et des essais mécaniques dans des environnements contrôlés.
Plusieurs bancs d’essais ont d’ailleurs été conçus et fabriqués au laboratoire et sont des installations uniques couplant mesures physiques et mécaniques, température et conditions environnementales.
Pour le projet ADDIMETAL-BJ1, le CIRIMAT mobilisera des compétences dans le domaine de la caractérisation des poudres, de la métallographique (microstructure) et de la mécanique des matériaux

Toulouse INP / LCA :
Le LCA propose depuis plus de 40 ans de la recherche fondamentale et appliquée autour de la valorisation non-alimentaire des agro-ressources. Il s’agit d’une unité mixte de recherche de Toulouse INP et de l’INRAE et elle compte aujourd’hui une cinquantaine de personnels permanents. Le LCA produit chaque année 40-50 publications, 8-10 thèses, 4-5 brevets et participe à 8-10 projets partenariaux et 4-5 projets industriels directs.
Organisé en une seule équipe, ses travaux de recherche s’articulent autour de 4 thématiques :
1. Fractionnement de la biomasse
2. Mise en œuvre des biopolymères
3. Réactivité chimique et conception de molécules biosourcées
4. Évaluation environnementale et Écoconception
Pour le projet ADDIMETAL-BJ1, le LCA mobilisera des compétences dans le domaine de la physico-chimie (interactions, assemblage) et la réactivité des agro-molécules pour formuler le liant biosourcé utilisé pour la machine.

eMotion Tech :
Jeune entreprise dynamique, avec une équipe passionnée et expérimentée en fabrication additive et en conception de machines-outils numériques.
Fondée en 2012, eMotionTech s’est spécialisée dans la conception et fabrication d’imprimantes 3D grand publique pédagogiques utilisant la technologie FDM. Depuis 2015, une réorientation stratégique vers le marché industriel a eu lieu, en proposant des machines grand format maitrisées toujours sur le principe de dépôt de fil fondu.
Avec le projet ADDIMETAL-BJ1, eMotionTech veut rendre la fabrication additive métallique plus simple, plus sûre et surtout plus accessible aux PME.

Description des 2 post-docs

2 post-docs seront recrutés et, ils seront employés par Toulouse INP mais ils travailleront sur 2 sites, entre 20-50% de leurs temps au à Toulouse INP (CIRIMAT et/ou LCA) et entre 50-80% de leurs temps dans l’entreprise eMotion Tech. Les taches suivantes seront à réaliser. (Certaines taches peuvent être communes aux deux profils) :

Taches à réaliser pour le post-doc n°1 « liant » : optimisation du liant pour le métal binder jetting :

  • Recherche bibliographique et analyse de la propriété intellectuelle en liens avec le liant et le déliantage
  • Sélection de liants répondant au cahier de charges « métal binder jetting »
  • Elaborer des protocoles de test et définir les besoins
  • Qualifier et préparer les mélanges de matières à tester
  • Réaliser des tests d’impression 3D dans ses différentes formes
  • Evaluer l’impact du liant sur les étapes suivantes notamment la sortie d’impression, le nettoyage et le déliantage
  • Valoriser et évaluer la PI des résultats

Taches à réaliser pour le post-doc n°2 « métal » : optimisation du lit de poudre, et détermination de l’influence des impacts des paramètres, matière, impression, et des post-traitements sur les pièces obtenues par métal binder jetting :

  • Recherche bibliographique et analyse de la PI en liens avec les poudres métalliques, le déliantage et le frittage
  • Elaborer des protocoles de test et définition les besoins
  • Sélectionner, qualifier les poudres métalliques et étudier leurs coulabilités métalliques et la capacité à créer un lit de poudre optimisé
  • Optimiser les étapes de déliantage, frittage et autres post-traitements éventuels.
  • Caractériser les matériaux, notamment sur les propriétés dimensionnelles, microstructurales, structurales, physico-chimique, et mécaniques
  • Valoriser et évaluer la PI des résultats

Salaire : 2000-2100 € net
Durée : 2 ans chaque post-doc

Eligibilité :
Diplôme et date d’obtention : Le candidats doit être titulaire d’un doctorat obtenu en 2019, 2020 ou 2021.
Langue française : Courant, niveau C1 selon CECRL
Langue anglaise : le candidat doit démontrer que sa capacité à comprendre et à s’exprimer en anglais écrit et parlé est suffisamment élevée

Compétence, qualifications, expériences antérieures :

Post-doc n°1 « liant » :

La/le candidat.e doit être titulaire d’un doctorat en physico-chimie. Elle ou il possède des connaissances dans les systèmes dispersés, les interactions organique/inorganique, la stabilisation de dispersions très concentrées de particules inorganiques. Les méthodes caractérisation physico-chimique telles que la mouillabilité des poudres, la détermination des tensions interfaciales, la rhéologie, l’ATG, la DSC, microscopie optique, microscopie électronique, doivent être maîtrisées. Des connaissances en chimique organique sont un avantage. Le candidat doit être en capacité de réaliser une sélection des molécules liantes en fonction de leurs caractéristiques structurales afin 1) d’évaluer leur capacité d’auto-assemblage par création d’interactions de type ionique, polaire, hydrophobes ; 2) de mettre en œuvre les molécules sélectionnées et adaptées pour réaliser une activation chimique et/ou catalytique afin de proposer un liant réactif. La méthodologie de de mise en contact liant/poudre métallique sera adaptées en fonction des caractéristiques physico-chimiques et chimiques du ou des liants proposés.
La/le candidat.e devra s’intégrer dans un environnement de start-up et proposer des méthodes et des solutions adaptées.

Techniques expérimentales :

  • Formulation
  • Tensiométrie
  • Mouillabilité
  • Rhéologie
  • Microscopie Optique / MEB
  • Etude thermique DSC – ATG
  • Spectroscopie IRTF-ATR
  • Réactivité chimique
  • Chromatographie GC, HPLC
  • Spectroscopie RMN 1H, 13C
  • Spectrométrie masse
  • Pulvérisation : mise en œuvre et caractérisation

Le post-doc n°2 « métal » :

La/le candidat.e doit être titulaire d’un doctorat en science des matériaux, elle ou il possède dans l’idéal une maitrise de la mise en forme des matériaux (déliantage, frittage) et caractérisation des poudres (coulabilité, compaction du lit de poudre, mouillabilité,) et des pièces crus et frittés (microstructural, porosité, densité, tomographie, DRX) en lien avec le procédé de mise en forme par fabrication additive. Expérience souhaitée sur l’acier inoxydable 316L ou à défaut frittage de poudre métallique. Savoir s’intégrer dans un environnement de start-up.

Techniques expérimentales :

  • Coulabilité / Etalabilité
  • Préparation métallographique (découpe, enrobage, polissage)
  • Microscopie Optique / MEB
  • Analyse dimensionnel (µtomographie)
  • Etude thermique DSC –dilatomètre – ATG
  • Mesure de densité / porosité (Archimède, granulométrie, pycnomètre a l’hélium, µtomographie)
  • Tests mécaniques (compression, traction, fatigue, fluage …)
  • Analyse physico-chimique notamment de l’oxydation

Processus de sélection :

Chaque candidat doit suivre les instructions ci-dessous
ÉTAPE 1 : La candidature doit être soumise par E-mail recrutement addimetal.com avant le 31 octobre 2021 contenant les documents suivants (tous fournis en langue anglaise) :
a) Formulaire de candidature post-doc à compléter (Télécharger le formulaire ICI)
b) Curriculum Vitae
c) Lettre de motivation : Référez-vous à ce projet et à la procédure de recrutement, indiquez clairement les postes post-doctoraux auxquels vous postulez par ordre de priorité. Expliquez quelle est votre motivation et pourquoi vous souhaitez postuler à ces postes spécifiques. Dressez la liste de vos compétences qui correspondraient le plus aux exigences de ce projet.
d) Certificat de doctorat
e) Preuve de maîtrise de l’anglais / du français
f) Lettre(s) de recommandation d’anciens superviseurs ou employeurs
g) Liste des publications
h) Certificats d’expérience de travail, le cas échéant
i) Manuscrits des publications répertoriées, le cas échéant
Tous les certificats officiels doivent être fournis dans leur langue européenne originale ou accompagnés d’une traduction officielle en anglais ou en français pour les documents non européens.

ÉTAPE 2 : Toutes les candidatures seront examinées par un jury composé d’au moins deux membres représentatifs de deux organisations différentes.
ÉTAPE 3 : Les meilleurs candidats pour chaque poste, en fonction de leur mérite, seront présélectionnés et invités à un entretien. Les entretiens seront organisés par visioconférence.
ÉTAPE 4 : Les candidats présélectionnés seront classés (ou rejetés).
ÉTAPE 5 : Leurs candidatures seront soumises à l’autorité nationale de sécurité (http://www.sgdsn.gouv.fr/accueil/sgdsn-in-english/) pour validation
ÉTAPE 6 : Le/la candidat(e) finalement sélectionné(e) (pour chaque poste) recevra une notification intermédiaire
ÉTAPE 7 : Leurs candidatures seront soumises à la commission France Relance pour validation finale
ÉTAPE 8 : Le/la candidate finalement sélectionné(e) (pour chaque poste) recevra une notification officielle
ÉTAPE 9 : Prévision du mois de début de contrat : novembre-décembre


ENGLISH :

Recruitment of 2 post-docs on the ADDIMETAL-BJ1 project with eMotion Tech / CIRIMAT / LCA

Context - description of the project :
The ADDIMETAL-BJ1 project aims to design and optimize a binder jet type additive manufacturing machine on a bed of metal powder, and the post-treatment machine (s) necessary for the supply of a complete solution. Metal binder jetting consists of : (i) Depositing and spreading evenly on a tray, a very thin layer of metal powder (here 316L) (ii) Spraying a binder on the bed of powder which takes the shape of the first layer of the object we want to achieve. Spraying is performed using an optimized piezoelectric jet printhead. The process is repeated, layer by layer, until you get the part you want. At the end of printing, the parts require debinding and / or sintering operations in order to remove non-metallic material (binder) and to densify the metallic particles into a finished part. The result obtained is very close to the optimal result that we can expect “near net shape”. This technology makes it possible to obtain small parts with complex geometry quickly and without support.

The technological challenges and obstacles of this project are as follows :

  • Optimization of the powder bed
  • Qualification of a binder which provides the desired functions, namely : (i) Good mechanical strength during printing of the "impregnated" powder bed. (ii) allow simple debinding, over a short period of time with an ecological impact and limited H&S risks.
  • Optimization of spray parameters (shape, volume and speed of droplets, etc.)
  • Guarantee a good integrity of the part after the various post-treatments on the microstructural or mechanical level and on the dimensional level
  • Optimization of printing parameters in connection with post-processing

Funding : France Relance and eMotion Tech

Partners description :

Toulouse INP / CIRIMAT : The Interuniversity Center for Research and Engineering of Materials (CIRIMAT) was created in 1999 by merging 3 laboratories and has been structured into 6 teams since January 2021. It brings together Toulouse skills in the field of science and materials engineering, spread over 4 geographic sites : 3 on the Toulouse-Rangueil university campus (UPS / Chemistry, UPS / Physics, UPS / Pharmacy) and one on the INPT-ENSIACET campus. CIRIMAT is a Joint Research Unit (UMR CNRS INPT UPS 5085) and has around 240 people, including just over 100 permanent staff and around 90 doctoral students. The scientific strategy is based on the continuum and the balance between academic research of the highest international level and strong partnership research geared towards innovation. For this, CIRIMAT is developing 4 long-lasting Scientific Axes : * Materials science and engineering * Nanomaterials, nanostructured materials * Coatings and deposition processes * Aging and durability of materials A large fleet of equipment allows microstructural, structural and textural characterizations as well as the evaluation of wear properties through physical measurements, thermal analyzes and mechanical tests in controlled environments. Several test benches have been designed and manufactured in the laboratory and are unique installations combining physical and mechanical measurements, temperature and environmental conditions. For the ADDIMETAL-BJ1 project, CIRIMAT will mobilize skills in the field of characterization of powders, metallography (microstructure) and mechanics of materials.

Toulouse INP / LCA : LCA has been offering fundamental and applied research for more than 40 years around the non-food valuation of agro-resources. It is a joint research unit of Toulouse INP and INRAE and currently has around fifty permanent staff. The LCA produces 40-50 publications, 8-10 theses, 4-5 patents each year and participates in 8-10 partnership projects and 4-5 direct industrial projects. Organized in a single team, its research work revolves around 4 themes : 1. Biomass fractionation 2. Implementation of biopolymers 3. Chemical reactivity and design of bio-based molecules 4. Environmental assessment and Ecodesign For the ADDIMETAL-BJ1 project, the LCA will mobilize skills in the field of physico-chemistry (interactions, assembly) and the reactivity of agro-molecules to formulate the bio-based binder used for the machine.

eMotion Tech : Young dynamic company, with a passionate and experienced team in additive manufacturing and the design of digital machine tools. Founded in 2012, eMotionTech specializes in the design and manufacture of educational consumer 3D printers using FDM technology. Since 2015, a strategic reorientation towards the industrial market has taken place, offering large format machines always mastered on the principle of molten wire deposition. With the ADDIMETAL-BJ1 project, eMotionTech wants to make metal additive manufacturing simpler, safer and above all more accessible to SMEs.

Description of the 2 post-doc positions :

2 post-docs will be recruited, they will be employed by Toulouse INP but will work on 2 sites, between 20-50% of their time at Toulouse INP and between 50-80% of their time in the Emotion Tech company. The following tasks will have to be carried out. (Some spots may be common to both profiles) :

Tasks to be carried out for post-doc n ° 1 "binder" : optimization of the binder for metal binder jetting : - Bibliographic research and analysis of IP related to binder and debinding

  • Selection of binders meeting the specifications "metal binder jetting"
  • Develop test protocols and definition of the need
  • Qualify and prepare mixtures of materials to be tested
  • Carry out 3D printing tests in its different forms
  • Evaluate the impact of the binder on the following steps including printing, cleaning and debinding
  • Valuing and evaluating the IP of the results

Tasks to be carried out for post-doc n ° 2 "metal" : optimization of the powder bed, and determination of the influence of the impacts of parameters, material, printing, and post-treatments on the parts obtained by metal binder jetting :

  • Bibliographic research and analysis of IP related to metal powders, debinding and sintering
  • Develop test protocols and definition of the need
  • Select, qualify metallic powders and study their metallic flowability and the ability to create an optimized powder bed
  • Optimize the debinding, sintering and other possible post-treatments steps.
  • Characterize materials, in particular on dimensional, microstructural, structural, physicochemical, mechanical properties
  • Valuing and evaluating the IP of the results

Salary : 2000-2100 € net
Duration : 2 years each postdoc

Eligibility :
Degree and date obtained : Applicants must have a doctorate obtained in 2019, 2020 or 2021.

French Language : Fluent, C1 level according to CECRL

English language : Applicant must demonstrate that their ability to understand and express themselves in both written and spoken English is sufficiently high

Skill, Competence, qualifications, previous experience :

Post-doc n ° 1 "binder" :

The candidate must have a doctorate in physical chemistry. She or he has knowledge in dispersed systems, organic / inorganic interactions, stabilization of highly concentrated dispersions of inorganic particles. Physicochemical characterization methods such as the wettability of powders, determination of interfacial tensions, rheology, ATG, DSC, optical microscopy, electron microscopy, must be mastered. Knowledge of organic chemicals is an advantage. The candidate must be able to carry out a selection of binding molecules according to their structural characteristics in order to 1) assess their capacity for self-assembly by creating interactions of the ionic, polar, hydrophobic type ; 2) to use the molecules selected and adapted to carry out chemical and / or catalytic activation in order to provide a reactive binder. The binder / metal powder contacting methodology will be adapted according to the physicochemical and chemical characteristics of the proposed binder (s).
The candidate will have to integrate into a start-up environment and propose adapted methods and solutions.

Experimental techniques :

  • Formulation
  • Tensiometry
  • Wettability
  • Rheology
  • Optical microscopy / SEM
  • Thermal study DSC - ATG
  • IRTF-ATR spectroscopy
  • Chemical reactivity
  • GC chromatography, HPLC
  • 1H, 13C NMR spectroscopy
  • Mass spectrometry
  • Spraying : implementation and characterization

Post-doc n ° 2 "metal" :

The candidate must have a doctorate in materials science, he or she ideally has a mastery of the shaping of materials (debinding, sintering) and characterization of powders (flowability, powder bed compaction, wettability ,) and raw and sintered parts (microstructural, porosity, density, tomography, XRD) in connection with the shaping process by additive manufacturing. Experience desired on 316L or, failing that, metal powder sintering. Knowing how to integrate into a start-up environment.

Experimental technique :

  • Flowability / Scalability
  • Metallographic preparation (cutting, coating, polishing)
  • Optical microscopy / SEM
  • Dimensional analysis (µtomography)
  • DSC thermal study - dilatometer - ATG
  • Density / porosity measurement (Archimedes, granulometry, helium pycnometer, µtomography)
  • Mechanical tests (compression, traction, fatigue, creep, etc.)
  • Physico-chemical analysis, in particular of oxidation

Selection process :

Each candidate needs to follow the instruction below
STEP 1 : Application should be submitted by E-mail recrutement addimetal.com before October 31, 2021 containing the following documents (all provided in English language) :
a) Post-doc Application Form to be completed (Download the form HERE)
b) Curriculum Vitae
c) Cover letter : Refer to this project and Recruitment procedure, indicate clearly the post-doc positions to which you are applying in order of priority. Explain what your motivation is and why you would like to apply for these specific positions. List your skills that would fit closer to the requirements of this project.
d) Certificate of Doctorate’s Degree
e) Proof of English / French proficiency
f) Recommendation letter(s) from previous supervisors or employers
g) List of publications
h) Work experience certificates, if applicable
i) Manuscripts of the listed publications, if applicable
All official certificates should be provided in their original European language or with an associated official English or french translation for non-European documents.

STEP 2 : All applications will be reviewed by a panel made up of at least two members representative of two different organisations.
STEP 3 : The best candidates for each position, based on their merit, will be shortlisted and invited for an interview. The interviews will be organised via videoconference.
STEP 4 : Shortlisted candidates will be ranked (or rejected).
STEP 5 : Their applications will be submitted to the national security authority (http://www.sgdsn.gouv.fr/accueil/sgdsn-in-english/) for validation
STEP 6 : The finally selected candidate (for each position) will receive intermediary notification
STEP 7 : Their applications will be submitted to the France Relance committee for final validation
STEP 8 : The finally selected candidate (for each position) will receive official notification
STEP 9 : Expecting start month : November-December