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Les possibilités du cold spray en France

Maurice Ducos, Ducos Consultant Mornas, Michel Jeandin, Ecole des Mines de Paris, Aurore Guise, Mersen, Pagny-sur-Moselle, Guillaume Ezo'o, CM2T Lorius Longwy, Ghislain Montavon, UTBM Belfort, Igor Smurov, ENISE Saint-Etienne, Luc Bianchi, CEA | 1 août 2011 | Traitement et matériaux n° 0411

FIGURE 1 : Représentation de la vitesse critique.
Développé au milieu des années 1980, le cold spray commence à pénétrer le monde industriel. Son principe repose sur l'accélération d'un gaz à des vitesses supersoniques dans une buse. Avantages et limites de ce procédé.

Les procédés de projection thermique ont, pendant de nombreuses années, privilégié la fusion la plus complète des particules et pour cela utilisé des matériels à flamme, arc électrique et plasma. Avec les procédés HVOF (high velocity oxy fuel), la fusion des particules n'a plus été le critère le plus important pour réaliser un dépôt de haute qualité. La raison de ce changement est l'augmentation de la vitesse des particules due à l'utilisation des techniques HVOF. La force d'impact des particules sur le substrat assure en grande partie la qualité des dépôts.

Dans le nouveau procédé cold spray, grâce à des vitesses de projection encore plus élevées, cet effet a été davantage développé tout en éliminant l'effet de la température. L'impact des particules sur le substrat provoque une déformation plastique de celles-ci, en libérant une énergie suffisante à assurer leur accrochage et la construction rapide d'une couche du matériau à déposer.

Le cold spray a été développé au milieu des années 80 à l'Institut theoretical and applied mechanics qui fait partie de l'Académie des sciences russes de Novosibirsk. Breveté en 1994, ce procédé a été présenté pour la première fois aux États-Unis en 1995.

Nous présentons dans cet article le principe et les caractéristiques principales du procédé : ses avantages et ses limites. Bien que le cold spray soit encore dans sa phase de « démarrage », ses applications commencent à pénétrer le monde industriel.

 

Principe du cold spray

Le principe de base du procédé cold spray est d'accélérer un gaz à des vitesses supersoniques dans une buse du type « De Laval ». La poudre est introduite dans la partie haute pression de la buse et projetée vers le substrat. Au-dessus d'une certaine vitesse, qui est caractéristique pour chaque couple matériau projeté/substrat (figure 1), les particules forment à l'impact un dense et très adhérent revêtement. Pour cela, les particules doivent subir une déformation plastique.

Le gaz de propulsion est chauffé. Lorsque sa température augmente, la vitesse du gaz croît, ce qui accélère les particules. L'augmentation relative de la température des particules participe à leur déformation au point d'impact. Néanmoins, la température du gaz est très en dessous de la température de fusion du matériau projeté, ce qui lui évite un changement de structure et de s'oxyder.




Figure 2 - Schéma de principe du cold spray.



Le principe du procédé ainsi que le schéma complet d'une installation est illustré figure 2. Les gaz utilisés sont l'air, l'azote et l'hélium. Le plus couramment employé est l'azote.

L'utilisation de l'hélium permet d'atteindre les plus grandes vitesses des particules, de projeter des matériaux moins ductiles. L'inconvénient de l'hélium est son prix très élevé, ce qui limite son utilisation à des matériaux impossibles à projeter avec l'azote ou pour des performances de dépôts plus exigeantes.

Pour chaque matériau les paramètres de projection les plus critiques sont la pression et la température du gaz ainsi que la distribution granulométrique de la poudre (figure 3). Les dernières études et thèses réalisées sur le procédé cold spray montrent que les caractéristiques générales des poudres sont primordiales quant aux qualités des dépôts.

 

Figure 3 - Effets sur la vitesse des particules de la granulométrie des poudres et du gaz utilisé.
a) Distribution granulométrique des particules de poudre (Cu).
b) Distribution de la vitesse des particules de cuivre proches du centre du jet pour les trois fractions de a) accélérées par air ou
par hélium.

 

Avantages du procédé

Les avantages notables de ce matériel sont :

- Densité du dépôt très proche de la densité théorique du matériau massif.

- Pas ou peu de chauffage du substrat.

- Faibles contraintes.

- Fortes épaisseurs des dépôts (plusieurs millimètres).

- Rugosité du dépôt faible.

- Rendement matière (DE) de plus de 90 %.

- Adhérence sur le substrat équivalente à celle des procédés plasma et HVOF.

- Très bonne cohésion interparticules.

- Utilisation de poudres conventionnelles (-38+11m, -75+25m).

- Une large variété de matériaux peut être utilisée.

- Distance de projection (20 à 40 mm).

- Élimination des effets de températures élevée sur les dépôts et les substrats ainsi que des effets de la fusion, d'évaporation, de cristallisation, d'oxydation des particules spécifique à la projection thermique conventionnelle, offrant des avantages significatifs et de nouvelles possibilités tels que :

- Éviter l'oxydation et les phases indésirables dans le revêtement.

- Conserver les propriétés initiales du matériau de départ (ex : des poudres nanométriques conservent toutes leurs caractéristiques).

- Conductivité thermique et électrique élevée.

- Projection sur des matériaux sensibles.

- Réalisation de composites avec des combinaisons de matériaux dissemblables.

- Ne nécessite pas de préparation des substrats.

- Ne nécessite pas de masquage des pièces à traiter.


Limites du cold spray

Nous ne sommes pas en mesure actuellement de citer toutes les limites de ce procédé. Néanmoins, il est déjà acquis que les matériaux « projetables » au cold spray sont limités à ceux présentant une certaine ductilité. Ceci exclut tous les oxydes et les carbures métalliques purs, les alliages durs comme certaines base cobalt (stellite ®) et bases nickel ainsi que des aciers fortement alliés (17 % de manganèse par exemple). Néanmoins, des exemples nombreux sont donnés par certains laboratoires ou industriels citant des réalisations de dépôts composites métal (matrice) céramiques en utilisant des poudres spécialement élaborées pour ces applications (poudres bimodales). Une autre limite du cold spray : son angle de tir doit être le plus près de la normale par rapport à la surface du substrat.


Principaux acteurs français

En France, le CEA le Ripault a commencé en 2000 à développer une buse spécifique à la projection de poudre de tantale suivie par le CRITT Metall 2T de Nancy qui s'est équipé en 2002, le C2P à l'École des Mines de Paris en 2006. L'ENISE (École d'ingénieur de Saint-Étienne) a en 2002 travaillé en partenariat avec l'inventeur A. Papyrin, en utilisant tout d'abord le matériel russe pour ensuite s'équiper d'un matériel CGT. Le Lermps de l'UTBM en 2004 a développé un système cold spray à partir d'une installation commerciale.

Sont rassemblées ci-dessous les informations fournies par ces acteurs français concernant leurs travaux dans le domaine du cold spray.

 


Le C2P* MINES ParisTech

En 2006, les matériaux ont fait peau neuve à MINES ParisTech (anciennement École des Mines de Paris), grâce à l'achat d'une installation cold spray pour équiper son Centre de compétences en procédés de projection (C2P), dans l'enceinte du Centre des matériaux de MINES ParisTech situé à Evry (www.mat.ensmp.fr/C2P). Cet équipement est venu compléter ceux de projection plasma (CAPS+ATC) dont était déjà doté le C2P qui bénéficie, en outre, sur place, de la large gamme de moyens de caractérisation microstructurale, mécanique ainsi que de calcul du Centre des matériaux.

L'équipement cold spray du C2P est employé, tant pour des travaux de recherche et développement que pour des prestations de service, l'ensemble au service de l'industrie qui en soutient toutes les actions. Les applications industrielles traitées sont multiples.

Les principaux axes de R&D au C2P pour le cold spray s'étendent du procédé à l'application.

Procédés : deux développements originaux sont privilégiés : le cold spray sous atmosphère, éventuellement à pression réduite, grâce à la possibilité de projeter dans l'enceinte de projection plasma CAPS et le cold spray combiné in situ au traitement par laser comme le décrit un article récent dans la revue Traitement thermique et ingénierie de surfaces (qui précédait Traitements et Matériaux, M. Jeandin et al. mai-juin 2010).

Matériaux : composite est le maître mot. L'effort se concentre, en effet, sur la réalisation de revêtements composites à matrice métallique renforcée par des particules céramiques ainsi que de revêtements classiques sur substrat composite à matrice organique.

Propriétés microstructurales : l'accent, dans ce domaine, est porté sur la connaissance tridimensionnelle des microstructures obtenues par cold spray, grâce à l'exploitation de la technique de microtomographie. Il se porte aussi sur l'étude des interfaces revêtement-substrat et particule-particule au sein du revêtement, jusqu'à une échelle fine, celle de la microscopie en transmission (figure 4).

Propriétés mécaniques : l'étude de l'adhérence des revêtements sur leur substrat et de l'adhérence entre les particules le composant, constitue l'axe privilégié dans le domaine de la mécanique. Elle doit beaucoup au développement, au C2P, de l'essai d'adhérence par hoc laser, LASAT (laser shock adhesion test) et à celui des études d'interfaces comme mentionné dans le paragraphe précédent.

Modélisation : outre la modélisation par éléments finis de la déformation des particules à l'impact, la modélisation de la construction des dépôts prend une place croissante au C2P, en collaboration avec le Centre de morphologie mathématique de MINES ParisTech à Fontainebleau, grâce au développement de modèles statistiques originaux, fondés sur la morphologie mathématique.

 

Quatre permanents (dont deux techniciens) forment l'ossature de base du C2P. En 2010, sur les sept thèses en cours au C2P, quatre portent sur le cold spray auxquelles s'ajoute un travail postdoctoral. L'activité liée au cold spray a, d'ores et déjà, conduit à la publication, par le C2P, de 33 articles dont 14 dans des revues internationales à comité de lecture. Enfin, MINES ParisTech/C2P anime depuis 2006 un club, dit « Club cold spray » regroupant industriels (pour moitié) et universitaires/institutionnels intéressés par le procédé. Le Club (www.mat.ensmp.fr/clubcoldspray), composé de 35 membres en 2010, s'est développé internationalement grâce à l'accueil de membres originaires du Japon, de Singapour, du Canada, d'Australie, de Grèce, d'Espagne, d'Italie, d'Allemagne, de Belgique... Le Club mène, au bénéfice de ses membres, à la fois une activité de veille technologique et un travail expérimental sous la forme d'un programme dit de liaison, dans le domaine du cold spray.

 

Figure 4 : A gauche, image microtomographique 3D d’un revêtement cold spray d’Al champ de 250 × 70 × 70 μm3.
A droite, coupe d’un « splat » déformé à l’impact, en microscopie électronique en transmission (partie gauche) et simulée
numériquement (partie droite).


Le Lermps de l'UTBM

Le Laboratoire d'études et de recherches sur les matériaux, les procédés et les surfaces (EA 3316 du MESR) de l'Université de technologie de Belfort-Montbéliard (www.lermps.com) développe des activités dans le domaine de l'ingénierie des surfaces en général, dans le domaine de la projection thermique en particulier. Dans ce cadre, il mène des travaux depuis 2004 sur le procédé CGS.

 

Développement du procédé

Le Lermps a développé à partir d'une installation commerciale :

- Un pistolet de projection original équipé de buses de projection aux profils optimisés (par simulation numérique) permettant, pour des débits massiques de gaz identiques, d'atteindre des vitesses de particules supérieures par rapport aux buses commerciales.

- L'emploi de l'air pour la projection de certains matériaux, permettant de diminuer notablement le coût de mise en oeuvre.

- Un pistolet de projection interne, permettant de traiter des cylindres (diamètre minimal : 80 mm).

- La projection à l'hélium sous basse pression de matériaux réactifs (exemple : titane, magnésium...). Afin de limiter les coûts de mise en oeuvre, une boucle de recyclage de l'hélium (filtration, refroidissement, compression...) a été mise au point limitant la consommation d'hélium à quelques Nm3 d'hélium seulement par cycle de projection, quelle que soit sa durée.

- Des procédés hybrides couplant un traitement laser (décapage...) à l'opération de projection CGS pour élaborer des couches aux performances améliorées (en collaboration avec le C2P).

- Le diagnostic du procédé (mesure de la vitesse des particules en vol).

 

Développement de dépôts

Le Lermps axe ses travaux de développement de dépôts par GCS autour :

- De l'optimisation des conditions d'élaboration des dépôts d'alliages métalliques (exemple : Al, Al-Si, Ni, Inconel, Cu, CuArZr...) (figure 5) ou composites (matrice métallique et renforts céramiques, par exemple : SiC, TiN...) (figure 6).

- De l'élaboration de dépôts d'alliages métalliques réactifs à l'oxygène, comme les bases titane et magnésium.

 

Moyens disponibles

Le Lermps dispose :

- D'une installation atmosphérique robotisée (robot 6 axes + 1 axe externe) de dimensions industrielles (volume utile : > 1 m3).

- D'une installation sous atmosphère contrôlée (robot 6 axes + 1 axe externe) de volume utile > 1 m3 (figure 7).

- De capacités d'élaboration de poudres métalliques adaptées à la projection CGS (grande pureté, faible contamination de surface, distribution des tailles resserrée...) : atomiseur sous gaz neutre, tamiseuses, élutriateur...

- De moyens de simulation numérique (écoulements, programmation hors-ligne des robots...).

- De moyens de caractérisation des dépôts (structure, composition...), d'analyse de leurs propriétés mécaniques et de mesure de certaines de leurs propriétés fonctionnelles (tribologiques...).

 

Figure 5 : Dépôt épais d’alliage de cuivre (CuAgZr).




Figure 6 - Dépôt composite (matrice : aluminium série 5, renforts : TiN).




Figure 7 - Installation de projection sous atmosphère contrôlée et recyclée d’hélium - LERMPS.


Le Critt Metall 2T - Lorius

Le Critt Metall 2T (CM2T) s'est équipé dès 2002. Lorius fut le premier acquéreur français d'un système industriel de projection dynamique à froid (modèle Kinetic 3000M produit par Cold Gas Technology GmbH) associé à un robot six axes pour la réalisation de pièces à géométrie complexes. En 2009, CM2T a fait évoluer son matériel (Kinetik 4000) pour pouvoir réaliser des projections à 800 °C sous 40 MPa aussi bien à l'hélium qu'à l'azote y compris sur des pièces de très grandes dimensions (nouveau portique robotisé : figure 8). Une thèse CIFRE (en partenariat avec l'université de Limoges : SPCTS - soutenance octobre 2005) est venue concrétiser et matérialiser les efforts de Lorius en termes de recherche appliquée et parfois plus fondamentale. Des publications tant dans des actes de congrès internationaux que dans des journaux scientifiques montrent l'implication de CM2T dans la caractérisation des dépôts base nickel, la détermination de la vitesse critique des particules ou encore la modélisation de l'écoulement des particules dans la tuyère. Le Critt Metall 2T a également travaillé sur le développement de solution économique (projections à l'air comprimé, modélisation tuyères) pour diminuer les coûts.

CM2T a acquis une forte expérience dans la réalisation de revêtement cold spray en menant des travaux de recherche appliquée (notamment dans le cadre de programmes Europe État-Région labellisés par les pôles Materalia et Viaméca). En parallèle, plusieurs faisabilités industrielles (avec pour clients des acteurs majeurs du secteur de l'aéronautique, de la métallurgie, ou de l'énergie) ont permis de travailler sur des matériaux aussi divers que l'aluminium, le cuivre, le zinc, le nickel, le titane, les MCrAlY, l'inconel et certaines brasures. Aujourd'hui il s'attache plus particulièrement à l'industrialisation de la technologie pour renforcer la compétitivité des secteurs concernés. http://www.cm2t.com

 


Figure 8 - Installation Kinetik 4000 de CM2T Ingénierie – Lorius.



École d'Ingénieur de Saint-Étienne (Enise)

Depuis 2004, le laboratoire DIPI (Diagnostic et ingénierie des procédés industriels) de l'École Nationale d'Ingénieurs de Saint-Étienne s'implique au développement des surfaces structurelles multifonctionnelles sur pièces mécaniques dans l'objectif d'améliorer leurs propriétés surfaciques. Trois procédés sont mis en oeuvre à cet effet, avec les équipements correspondants :

- Procédé de projection cold spray (appareil de projection Cold Gas Technologies Kinetics 4000 avec la possibilité de différentes positions de l'injection de poudre dans la buse, torche de projection cold spray manuelle maison).

- Procédé de projection par détonation (système de projection par détonation contrôlé par ordinateur avec double alimentation en poudre CCDS, bras robot industriel ABB IRB4400 dans une cabine de projection ventilée Flamespray au service des deux procédés de projection thermique).

- Procédé de projection laser (machine Trumpf DMD505 avec laser CO2 de puissance 5KW, système de rechargement instrumenté Precitec YC50 avec double distributeur de poudre Medicoat, optiques de rechargement maison).

 

Le DIPI valorise les résultats de sa recherche via son implication au pôle de compétitivité Viaméca ainsi que sa participation à des projets R&D nationaux et internationaux.

La démarche de compréhension et d'optimisation du procédé de cold spray se base sur la modélisation mathématique, la simulation et le diagnostic optique :

- Procédés

Une buse à deux points d'injection de poudre a été mise en oeuvre pour la projection de mélanges « métal+métal » et « métal+céramique », notamment, aluminium+céramique et cuivre+céramique. Les résultats obtenus ont démontré l'applicabilité de la novelle buse pour la projection de ce type de mélanges.

Les expériences effectués en utilisant les mélanges aluminium+alumina, aluminium+carbure de silicium, cuivre+alumina et cuivre+carbure de silicium ont démontré l'influence de la taille des particules céramiques sur le processus de formation de dépôt. Les particules céramiques fines activent le processus de projection et agissent en sorte d'augmenter le nombre de particules métalliques adhérées au substrat. Les particules céramiques larges diminuent le rendement total de dépôt d'un mélange et, en particulier, le rendement de dépôt de particules métalliques.

- Matériaux

Le DIPI vise à développer des revêtements composites en utilisant une méthode d'injection de poudres appropriée, notamment, l'injection séparée des poudres différentes dans les parties subsonique et supersonique d'une buse de Laval (figure 9).

- Modélisation

Les températures des particules d'Al injectées dans des points différents de la buse ont été calculées. Les calculs ont démonté que l'emplacement du point d'injection de poudre peut être utilisé comme paramètre indépendant de contrôle de température de particule avant impact. La température d'une particule à la sortie de la buse dépend du type d'injection (injection dans la zone subsonique ou la zone supersonique). L'injection de particules dans la zone subsonique permet de chauffeur les particules à de plus haute températures que l'injection dans la zone supersonique.

Le modèle mathématique utilisé tient compte de l'interaction des particules métalliques et abrasives à l'intérieur de la buse. L'évaluation du degré d'interaction permet d'estimer le niveau d'activation des poudres métalliques par la poudre abrasive. En utilisant le modèle et le logiciel développé, les paramètres des poudres de quelques métaux (de cuivre plus particulièrement) et de quatre fractions différentes de carbure de silicium ont été calculés, la probabilité de collision entre les particules métalliques et abrasives ainsi que le nombre de collisions ont été estimés.

- Diagnostic optique

Un système diagnostique a été développé pour le contrôle en temps réel des diamètres et des vitesses des particules en vol. Le système est basé sur un capteur d'image CCD non intensifié assurant une haute sensibilité dans la région spectrale proche de l'infrarouge. L'illumination se fait par une source de lumière externe. Un logiciel original pour le calibrage, le traitement d'images de jets de poudre et l'analyse statistique des paramètres de particules est la partie essentielle de ce système.

Un professeur, deux doctorants, deux ingénieurs d'études et un technicien assurent l'activité de cold spray au DIPI. La production scientifique dans le domaine concerné comprend cinq articles dans des revues internationales avec comité de lecture, cinq communications avec actes dans des congrès internationaux, quatre brevets et demandes de brevets d'invention. troisprojets nationaux impliquant le procédé cold spray sont en cours de réalisation. www.enise.fr

 

 
Figure 9 - À gauche, revêtement Ti+Cu sur substrat d’acier, 50%Cu - 50%Ti. À droite, coupe transversale d’un revêtement
composite Cu+Al par CS.


Le CEA le Ripault

Le Laboratoire de projection thermique du CEA Le Ripault créé en 1980 a pour mission première de répondre aux besoins internes du CEA dans le domaine des revêtements céramiques ou métalliques épais. À ce titre, il est structuré pour être à même de traiter les projets qui lui sont confiés depuis l'analyse du cahier des charges matériaux jusqu'à l'industrialisation des procédés par la réalisation de prototypes voire de fabrication de série.

Les compétences du Laboratoire résident dans un savoir faire important dans le domaine de la projection de matériaux sous atmosphère et température contrôlées avec en particulier une maîtrise du refroidissement cryogénique permettant de revêtir la plupart des substrats en les maintenant à température ambiante pendant le process. La maîtrise de la thermique du procédé couplée à une complète robotisation de ce dernier a permis, entre autres, des avancées très significatives dans le domaine du plasma-formage de pièces complexes directement au profil final. Un travail conséquent relatif à la modélisation et caractérisation des procédés vient soutenir l'activité expérimentale du laboratoire.

Le laboratoire est composé de 30 collaborateurs permanents et renforcé d'une dizaine de contrats de formation par la recherche sous la forme de stages, DRT, thésards et post-doctorants. Les installations du Laboratoire sont toutes de conception industrielle et couvrent l'ensemble des techniques de projection plasma (APS, VPS et IPS). Une installation de projection de type cold spray ainsi que différents procédés complémentaires comme des pistolets flamme ou HVOF sont également disponibles.

Les orientations du laboratoire sont clairement tournées vers des applications technologiques avec une forte expérience acquise au travers des différents programmes traités et plusieurs brevets déposés.

C'est le cas avec le procédé cold spray pour lequel des profils de tuyères spécifiques ont été développés dès les années 2000 afin, par exemple, réaliser des dépôts denses d'acier inoxydable dans des alésages. Le procédé est également utilisé maintenant pour des fabrications en interne (figure 10).

Les missions du laboratoire sont de :

- Répondre aux demandes internes en revêtements du CEA.

- Assurer une formation de 3e cycle et par la recherche.

- Valoriser les compétences du laboratoire par le transfert des connaissances auprès d'industriels.

- Instaurer et entretenir des relations scientifiques avec les partenaires académiques.

 


Figure 10 -
Installation cold spray du CEA le Ripault.


Mersen

Anciennement Carbone Lorraine, Mersen se veut être un expert mondial des matériaux et équipements pour les environnements extrêmes. Leurs solutions équipent les industries de procédés, les systèmes de production énergétique, les installations chimiques. Chez Mersen, l'innovation naît de la proximité avec les clients, des connaissances de leurs problématiques et de leur veille technologique. Mersen est aujourd'hui un pionnier de l'industrialisation de produits de grandes dimensions revêtus par cold spray, utilisés pour la chaudronnerie haut de gamme. Ce développement est d'abord le fruit d'une collaboration entre Mersen et le Critt Lorius CM2T, centre de ressource technologique et spécialiste du cold spray. L'expertise des fournisseurs du système de projection et des équipements satellites (cabine, aspiration, table, robot...) a également été sollicitée pour orienter les meilleurs choix techniques de cette installation « hors normes ». Le niveau de qualité des revêtements exigé par Mersen était d'autant plus ambitieux que les surfaces à revêtir étaient importantes (zéro défaut, parfaite reproductibilité, parfaite homogénéité).

Le cahier des charges initial a été respecté. L'installation est aujourd'hui opérationnelle et répond aux fortes exigences de sécurité et d'environnement que s'impose le groupe Mersen. Elle est constituée d'un système de projection cold spray de dernière génération, d'une cabine insonorisée pouvant accueillir des pièces de très grandes dimensions ainsi que d'un système d'aspiration très performant.

À ce jour, Mersen a déjà revêtu plusieurs centaines de m2 par cold spray (figure 11). Il fait désormais partie du cercle très fermé des industriels qui maîtrisent cette récente technologie de pointe.

 

 

Figure 11 - Exemple de pièce (5m X 2,5m) revêtue par le procédé cold spray.

Le LERMPS en quelques mots et chiffres...

- Lermps-UTBM, site de Sévenans, 90010 Belfort cedex, France. Tél. 03 84 58 30 23. www.lermps.com

- Date de création : 1986.

- Moyens : projection thermique (APS, VPS, VLPPS, HVOF, TWEA, FS, CGS, lasers de puissance), dépôt physique en phase vapeur (PVD-arc, PVD-magnétron, PVD-HiPIMS), fabrication rapide (plasma formage, fusion laser sélective de poudres), élaboration de poudres (atomisation, agglomération) déployés dans 5 000 m2 de locaux.

- Laboratoire certifié ISO9001:2008 et ISO 13485:2004.

- Personnels : 35 permanents (chercheurs, ingénieurs de recherche, techniciens...), 35 doctorants, post doctorants et stagiaires.

- "De l'échantillon à la pièce prototype échelle 1".

- Par exemple, depuis le 1er janvier 2006 : 200+ publications scientifiques dans des journaux internationaux, 14 brevets d'invention, 28 thèses soutenues, 75 partenaires industriels en France et en Europe, 3+ M&€8364; de programmes de recherche et développement dans le cadre de partenariats industriels

 

Quelques références : groupe Safran, MBDA, Dassault Aviation, PSA, Daimler, General Electric, Alstom, Zimmer...



Consulter l'intégralité du dossier " Amélioration des propriétés de surfaces : les procédés émergents "

Plus de Photos

FIGURE 2 : Schéma de principe du cold spray.

FIGURE 2 : Schéma de principe du cold spray.

FIGURE 3 : Effets sur la vitesse des particules de la granulométrie des poudres et du gaz utilisé.a) Distribution granulométrique des particules de poudre (Cu).b) Distribution de la vitesse des particules de cuivre proches du centre du jet pour les trois fractions de a) accélérées par air ou par hélium.

FIGURE 4 : A gauche, image microtomographique 3D d'un revêtement cold spray d'Al champ de 250 × 70 × 70 µm3.A droite, coupe d'un « splat » déformé à l'impact, en microscopie électronique en transmission (partie gauche) et simulée numériquement (partie droite).

FIGURE 4 : A gauche, image microtomographique 3D d'un revêtement cold spray d'Al champ de 250 × 70 × 70 µm3.A droite, coupe d'un « splat » déformé à l'impact, en microscopie électronique en transmission (partie gauche) et simulée numériquement (partie droite).

FIGURE 5 : Dépôt épais d'alliage de cuivre (CuAgZr).

FIGURE 6 : Dépôt composite (matrice : aluminium série 5, renforts : TiN).

FIGURE 7 : Installation de projection sous atmosphère contrôlée et recyclée d'hélium - LERMPS.

FIGURE 8 : Installation Kinetik 4000 de CM2T Ingénierie - Lorius.

FIGURE 9 : À gauche, revêtement Ti+Cu sur substrat d'acier, 50%Cu - 50%Ti. À droite, coupe transversale d'un revêtement composite Cu+Al par CS.

FIGURE 9 : À gauche, revêtement Ti+Cu sur substrat d'acier, 50%Cu - 50%Ti. À droite, coupe transversale d'un revêtement composite Cu+Al par CS.

FIGURE 10 : Installation cold spray du CEA

FIGURE 11 : Exemple de pièce (5m X 2,5m) revêtue par le procédé cold spray.

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