Cold spray, l’outil industriel du futur (2/3)
Ce deuxième volet sur trois, d’une série consacrée à ce procédé, traite des technologies en présence et des mécanismes de dépôt. La projection dynamique par gaz froid s’utilise, de plus en plus, dans de nombreux secteurs de l’industrie, grâce à sa capacité de déposer des poudres, le plus souvent métalliques, à haute vitesse (largement supersonique, en général), pour former des revêtements. L’article en présente le principe et comment elle se situe dans la famille des procédés de projection thermique. Les propriétés des matériaux en jeu en cold spray, tant la poudre (avant, pendant et après projection) que le revêtement obtenu finalement sont décrits, à la lumière des applications industrielles envisagées.
Figure 6 - Géométries caractéristiques de buse cold spray, a) schéma de principe de l’effet tuyère d’une buse de Laval avec l’évolution du volume, de la pression et de la température du gaz d’écoulement (M : nombre de Mach), b) géométries pour installations à basse, moyenne et haute pressions (de bas en haut sur la figure)
Figure 7- Exemples de buse cold spray, a) ensemble de buses « haute pression » (pour les dimensions, cf. figure 6) (doc CGT GmbH), b) pont historique entre buse d’origine (dans les mains d’A. Papyrin encadré de H. Kreye (HSU/Hambourg à sa gauche) et S. Gulizia (CSIRO/Melbourne, à sa droite) (crédit : MD Consultant, ITSC/HSU, 2011)
Figure 19 - Image en microscopie électronique à balayage (MEB) d’une coupe métallographique de dépôt d’Al cold spray, a) après légère attaque chimique « Keller », b) après traitement d’image (doc Mines ParisTech, Q. Blochet)
Figure 24 Images optiques d’une coupe métallographique d’un dépôt cold spray de TA6V sur TA6V
(doc. MINES ParisTech, D. Christoulis)
Figure 25 - Simulation 3D par éléments finis de l’impact d’une particule réelle irrégulière, vues de dessus, a) juste avant impact, b) en fin d’impact avec vue en coupe (c) correspondante. (doc. Mines ParisTech, F. Delloro)
Figure 26 - Fabrication additive de cuivre couche par couche avec stratégies de dépôt cold spray adaptées, a) monocouche et multicouche linéaire, b) en cylindre fermé,
c) sur substrat mince. (Doc. NRC-CNRC/Boucherville).
à gauche : image microtomographique 3D d’un revêtement cold spray d’Al champ de 250x70x70µm3. à droite : Coupe d’un « splat » déformé à l’impact, en microscopie électronique en transmission (partie gauche) et simulée numériquement (partie droite)..
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