Traitement et fonctionnalisation de surface par projection à froid
L’outillage en industrie s’expose, en règle générale, à des environnements extrêmes en termes de chaleur, de corrosion, de sollicitation mécanique… Afin de prolonger la durée de vie de ces outils, il peut être alors intéressant d’avoir recours à des couches de protection qui peuvent être mises en œuvre par dépôt cold spray, d’entrevoir des réparations, voire de la fabrication additive par cette même technologie. Le cold spray ou projection à froid est une technique de revêtement par projection de particules froides de petite taille (5-40 µm) à haute vitesse (300-1 500 m/s) sur un substrat, par l’intermédiaire d’un gaz supersonique (He, N2, Ar, Air). Le dépôt est formé alors de particules ayant impacté le substrat à l’état solide. ICAR-CM2T travail depuis 2002 (première installation en France) autour du développement de la technologie cold spray, ce qui en fait donc un précurseur dans le domaine.
Figure 1 : Principe de fonctionnement du cold spray haute pression.
Figure 2 : Robot Kuka avec pistolet de projection Impact Innovation 5/11 et les vireurs et positionneurs dans la cabine de projection.
Figure 3 : Appareils et méthodes de caractérisation : Microscope optique Olympus (A), Microduromètre Duramin (Struers) (B), dispositifs portatifs de mesure de l’épaisseur et d’adhérence (C), et de conduction électrique (D) des dépôts.
Figure 4 : Dépôt de carbures pour une application anti-usure.
Figure 5 : Fabrication additive avec l’utilisation d’une poudre de cuivre sur un support aluminium.
Figure 6 : Intégration du film thermoplastique pendant le processus LRI.
Figure 7 : Microscopies MEB de la poudre de cuivre-38 +15 µm.
Figure 8 : Plaque de composite (100 x 40 mm) revêtue par la poudre cuivre -38 +15 µm.
Figure 9 : Observation MEB de la coupe du dépôt de cuivre sur le TSC.
Figure 10 : Microscopies MEB de la poudre d’aluminium -50 ; + 20 µm.
Figure 11 : Plaque de composite (100 * 40 mm) revêtue par la poudre d’aluminium - 50 + 20 µm.
Figure 12 : Plaque de TSC 600 x 600 mm avec la poudre de cuivre -38 +15 µm pour essais foudre.
Figure 13 : Projection de cuivre en cours sur le démonstrateur en TSC.
Figure 14 : Test foudre sur une référence (gauche) et la plaque revêtue de cuivre par cold spray (droite).
Figure 15 : Test foudre sur une référence (gauche) et la plaque revêtue d’aluminium PEEK par cold spray (droite).
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