Nous suivre Industrie Techno

Les poudres métalliques séduisent l'industrie

Industrie et Technologies

Sujets relatifs :

,
Belfort, 5 juin 2003. La journée technique de l'Université de Technologie Belfort-Montbéliard sur les poudres métalliques a fait le point sur les technologies et les applications concernées, depuis le spatial jusqu'aux sports et l

Le Laboratoire d'études et de recherches sur les matériaux, les plasmas et les surfaces (LERMPS) de l'Université de Technologie Belfort-Montbéliard (UTBM) vient d'organiser une journée technique consacrée aux poudres métalliques. L'occasion de préciser les techniques d'élaboration et les très vastes champs d'applications possibles.

A noter que le LERMPS est notamment équipé d'une tour d'atomisation de poudres d'alliages métalliques.

Claude Davi, du Centre Technique de Belchamp de PSA, rappelait la place des pièces en métallurgie des poudres dans l'automobile. 'Cette technologie est choisie principalement pour des raisons de coûts. Elle permet en effet de réaliser des pièces de formes complexes et d'économiser l'usinage. On trouve des pièces en métallurgie des poudres métalliques dans le moteur (50 %), dans la boîte de vitesse (35%) et dans la liaison au sol (11%)'.

Pour lui, la conquête de nouvelles pièces passe par l'augmentation des caractéristiques mécaniques, en particulier la densité. Avec les procédés standard, la masse volumique des pièces varie entre 6,8 et 7,2 g/cm3. Pour l'augmenter, différentes voies sont possibles dont la compression à chaud ou la compression haute vitesse. Et de rappeler que les traitements thermiques et thermochimiques permettent en outre d'améliorer les propriétés mécaniques de façon significative.

Chez la société allemande Nanoval, Martin Stobik précisait les applications du procédé Nanoval. Cette technique d'atomisation se distingue par le fait que le flux de matière fondue et le flux gazeux sont tous deux laminaires. Autre caractéristique : le flux gazeux est accéléré régulièrement alors que la vitesse du flux de matière est augmentée.

Ce procédé donne accès à des poudres très fines et/ou avec une faible distribution de taille de particules. Les applications de ce procédé vont du brasage tendre au prototypage rapide en passant par l'atomisation thermique et le moulage par injection de métal (MIM).

Christophe Verdy, chercheur au LERMPS, rappelait le principe du plasma-formage. Il s'agit d'une technique de projection thermique qui consiste à fondre un matériau, généralement sous forme de fines particules de dimensions caractéristiques variant entre 5 et 100 microns, au sein d'une source enthalpique.

Les travaux de Christophe Verdy sont réalisés sous basse pression d'un gaz neutre avec une torche Sulzer-Metco F4-VB. 'La vitesse d'éjection élevée permet de former des dépôts particulièrement denses et adhérents, présentant peu de porosités et de rugosité de surface. La neutralité chimique du milieu ambiant convient à la projection de métariaux réactifs à l'oxygène comme le titane et ses alliages. Par ailleurs, la faible densité de l'atmosphère en question limité les échanges thermiques : la température des subjectiles peut atteindre 900 à 1300 K sans inconvénients majeurs, ce qui favorise les liaisons métalliques subjectile/dépôt'.

Le procédé est appliqué au LERMPS à divers alliages comme l'Astroloy (Afnor NK17CDAT), l'Inconel 625 (Afnor NC22DNb), le TA6V (Afnor TA6V4) et le NARloy-Z (CuAg3Zr0,5). Le chercheur précise qu'à part le cas particulier du TA6V, les matériaux obtenus présentent de bonnes propriétés mécaniques par comparaison aux matériaux forgés ou obtenus par métallurgie des poudres. 'La réalisation d'assemblages par projection thermique présente un intérêt pour le prototypage rapide de composants et la réalisation de structures complexes incorporant par exemple des multicouches ou des gradients de composition'.

Daniel Cornu, de la division moteurs spatiaux de Snecma Moteurs, précisait les applications du plasma-formage dans l'aéronautique et le spatial. 'Des maquettes de chambres de combustion ont été réalisées intégralement par plasma formage associant plusieurs matériaux sur des structures complexes'. D'autres exemples étaient présentés, notamment des ébauches base cuivre de chambres de combustion de moteur de fusée et de chambres de combustion multimatériaux (chez Plasma Process) et une chambre de moteurs satellites (chez Plansee).

Chez EOS France, André Surel présentait le frittage laser direct de métal. Cette technique permet par exemple de fabriquer rapidement des outillages pour l'injection de pièces plastiques. Ainsi, pour la production de fixations de skis, seulement 9 jours ont été nécessaires de la COA aux pièces grâce au système DirecTool utilisant le matériel Eosint M 250.

Bruno Le Razer,  chef de projet R&D au Pôle Européen de Plasturgie, rappelait l'intérêt du frittage laser des poudres métalliques comme méthode de prototypage rapide et d'outillage rapide. Cette technique d'une très grande précision (+/- 0,05 mm) est adaptée aux pièces de petites dimensions comportant de nombreux détails. Toutes les opérations d'usinage mécanique et d'électro-érosion sont possibles, ainsi que le rechargement par soudure. Les applications : outils de moulage par injection, moules de coulée en coquille et de vulcanisation, matrices d'emboutissage, filières d'extrusion, pièces directes.

Chez Hoptec (groupe Forsym), Fabrice Vagney présentait la technique de moulage par injection de poudres métalliques MIM. Il rappelait notamment les atouts de la méthode par rapport à la fonderie à la cire perdue. Le diamètre minimum de trous est de 0,4 mm (contre 2 mm par fonderie à cire perdue), l'épaisseur minimum de parois est de 0,4 à 1 mm (contre 2 mm), la tolérance pour une cote de 14 mm est de +/-0,06 mm (contre +/-0,2 mm), l'état de surface est de 1 micron (contre 5 microns) et le coût d'usinage de reprise dans le coût total est de 5 % (contre 50 %). Les champs d'application de la technique MIM vont du médical à l'armement, en passant par l'automobile, le petit outillage, la lunetterie, l'équipement informatique et la connectique. 

Jean-Claude Bihr, de la société Alliance (spécialiste du moulage par injection de métal), précisait les atouts de cette technique. 'Le MIM n'est pas qu'une technologie de niche pour pièces ultra complexes. C'est surtout une technique qui permet de réaliser des formes complexes dans des métaux difficiles. En termes financiers, le rapport entre investissement et productivité est très élevé pour des pièces comprises entre 1000 et 500 000 pièces/an'.

Michel Le Toullec

Contact des sociétés et organismes mentionnés
- noval : www.nanoval.de
- LERMPS : www.utbm.fr/RECHERCHE_SCIENTIFIQUE/lermps_francais/
lermps_bas.html

- Snecma Moteurs : www.snecma-moteurs.com/
- Pôle Européen de Plasturgie : www.plasticsvallee.com/pole.htm
- Hoptec : www.forsym.com
- Alliance : www.alliance-mim.com


- Le recueil des conférences 'Les poudres métalliques dans l'industrie : élaboration, applications, enjeux ' de la journée technique du 5 juin 2003 sont disponibles auprès d'Astrid Vermassen : astrid.vermassen@utbm.fr
 

 

Bienvenue !

Vous êtes désormais inscrits. Vous recevrez prochainement notre newsletter hebdomadaire Industrie & Technologies

Nous vous recommandons

Dossier composites : comment ils vont surpasser les métaux

Dossiers

Dossier composites : comment ils vont surpasser les métaux

Les composites ne cessent d'innover pour rester compétitifs face aux autres matériaux. L'innovation porte sur les matériaux eux-mêmes, mais aussi sur[…]

Les colloques à venir - Au 12 juin 2009

Agenda

Les colloques à venir - Au 12 juin 2009

Les Nanotechnologies, vous connaissez ?

Les Nanotechnologies, vous connaissez ?

IT 911 mai 2009

IT 911 mai 2009

Plus d'articles