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Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne

Activités

Projection thermique

 La projection thermique consiste à utiliser une source d’énergie en vue de fondre et d’accélérer un matériau fragmenté (avant ou après fusion) à l’exception de la projection à froid basée uniquement sur la déformation du matériau. Les différents procédés en projection thermique sont définis principalement par la source d’énergie mise en œuvre (combustion, décharge électrique).

Le procédé est conditionné par des transferts thermiques et/ou cinétiques entre le matériau projeté et la source enthalpique utilisée. L’énergie cinétique est communiquée à la particule par la vitesse et la viscosité du mélange gazeux de projection. La construction du revêtement résulte de l’empilement des particules sur le substrat. L’équilibre entre l’énergie cinétique et thermique des particules est donc prépondérant pour la qualité du revêtement.

Techniques :

  • projection plasma atmosphérique (APS), basse pression (VPS) et très basse pression (VLPPS)
  • projection à froid (Cold Spray)
  • projection flamme et flamme haute vitesse (HVOF)
  • projection à l’arc électrique

Matériaux :

  • métaux
  • céramiques,
  • composites
  • polymères, etc.

Principaux domaines d’application :

  • frottement, résistance à l’abrasion, à l’usure
  • barrière thermique, conductivité thermique
  • résistivité électrique
  • anti corrosion
  • anti adhérence
  • multicouches, gradients
  • matériaux composites, implantation de composés fragiles dans la matrice
  • abradables
  • rechargement de dépôts
  • mise en forme de pièces

Principales spécificités de l’équipe :

  • préparation de surfaces avant projection par texturation laser
  • mise en forme de pièces métalliques par les procédés VPS et Cold Spray
  • projection thermique sous très basse pression VLPPS (Very Low Pressure Plasma Spray
  • simulation et optimisation des trajectoires (robotique)
  • modélisation des procédés (écoulement, caractéristiques des dépôts,…)

Contact :

Hanlin Liao – Tel: 03 84 58 32 42 – Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

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Fabrication additive SLM

 Le procédé de fabrication additive par micro-fusion laser sur lit de poudre (SLM : Sintering Laser Melting) consiste à venir déposer sur une plaque support un lit de poudre d’épaisseur de quelques dizaines de micromètres, puis à fondre cette poudre selon les paramètres géométriques définis à partir d’un fichier CAO. La poudre fondue est solidifiée rapidement formant des cordons de matière solides. A la fin de cette étape, le plateau support descend d’une épaisseur de couche et un bac mobile vient déposer de la poudre. Ensuite, le processus démarre à nouveau pour élaborer une autre strate de matière. Ceci se répète jusqu’au produit fini.

Matériaux «classiques» transformés par fabrication additive :

  • alliages base fer
  • CoCrMo de composition conforme à la norme NF EN ISO22674
  • bronze Cu-15%Sn ou autres
  • alliages base Ni (inconel625, inconel718...)
  • alliages base Al (Al12Si, AlSi10Mg...)

Matériaux R&D :

  • supers alliages base Ni
  • acier APX4 : Z8CND17-10
  • Ti-6%Al-4%V
  • alliages d’aluminium (AG3...)
  • etc.

Production :

  • étude CAO, optimisation des supports
  • stratégie de construction
  • possibilités : élaboration de pièces unitaires, ou de petites ou moyennes séries de pièces (sous-traitance possible avec 2 partenaires)

R&D :

  • développement de nouveaux matériaux grâce à la possibilité de fabrication de poudres sur site
  • participation à des projets institutionnels (ANR, FUI...)
  • contrats de recherche privés

Contact :

Lucas Dembinski – Tel: 03 84 58 32 06 – Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
David Joguet – Tel: 03 84 58 32 76 – Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

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Elaboration de poudre par atomisation et agglomération

 Atomisation

Le principe de l’atomisation est la pulvérisation en fines gouttelettes d’un filet de matière en fusion grâce à un jet de gaz sous haute pression. Les gouttelettes se solidifient et donnent la poudre. De par l’utilisation d’une buse d’atomisation ayant un profil «de Laval», l’écoulement du gaz est laminaire. Ainsi la taille des gouttelettes est mieux contrôlée et par conséquent la répartition granulométrique de la poudre élaborée aussi. Elle est donc resserrée et peut être déplacée vers une taille plus fine de particules.

Matériaux atomisés :

  • métaux et alliages métalliques selon demande :
  • base Ni (Waspaloy, Inconel625, 718, 100...)
  • base Fe (Inox316L, 304L, Acier maraging, FeAl, K41X, Fonte...)
  • base Co (CoCrMo, Stellites...)
  • base Al (AS7G06,AlSi10Mg, A2017...)
  • base Cu
  • etc.

Caractérisation des lots :

  • analyse de la répartition granulométrique selon ISO13320
  • analyse de composition par EDS au MEB ou par ICP-AES (sous-traitance)
  • analyse des éléments légers : O, N, H, S, C
  • analyse de la coulabilité
  • analyse de la densité apparente selon ISO3953

Post-traitement :

  • tamisage sous air ou sous atmosphère inerte (azote ou argon)
  • classification (élutriation) sous air ou sous atmosphère inerte (azote ou argon)

Contacts:

Lucas Dembinski – Tel: 03 84 58 32 06 – Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Yoann Danlos – Tel: 03 84 58 32 76 – Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Agglomération

L’agglomération séchage (spray drying) est un procédé de mise en forme des poudres à partir d’une suspension de particules microniques ou sub-microniques. Les tailles moyennes des agglomérats produits avec les outils du laboratoire varient de 10 à 120 µm. Ce procédé conduit à de former des granules sphériques permettant d’améliorer la coulabilité et/ou d’assurer une homogénéité chimique des poudres élaborées. De fait, ce procédé peut être judicieusement utilisé pour développer de nouvelles compositions de poudre céramique, pour élaborer des poudres composites céramique/polymère ou des cermets métal/carbure.
Outre la composition, le procédé d’agglomération séchage permet de maîtriser la morphologie du granule formé à travers un contrôle rigoureux des différentes étapes :

  • la formulation de la barbotine (stabilité, homogénéité, comportement)
  • la pulvérisation et le séchage (taille et distribution des gouttes, vitesse de séchage et mode de séchage)
  • la consolidation (traitement au four, à la flamme ou à la torche à plasma)

Contact :

Pierre Bertrand – Tel: 03 84 58 32 46 – Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser. 

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Contact

  • Cécile Langlade

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Téléphone: +33 3 84 58 31 50

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