Optimisation des procédés de dépôts électrolytique via la modélisation multiphysique
Dans un contexte industriel marqué par l’évolution des réglementations environnementales (REACH) et par l’introduction de nouveaux électrolytes, comme ceux à base de chrome trivalent en substitution du chrome hexavalent, la maîtrise de la distribution d’épaisseur, de la composition des dépôts et de l’apparition de défauts devient un enjeu majeur, en particulier pour les pièces de géométrie complexe. Les procédés d’électrodéposition, notamment les dépôts à bas rendement (ex : chrome dur), sont fortement influencés par les phénomènes de transport de matière et par l’évolution de gaz à la surface des électrodes. Cet article présente une approche de modélisation multiphysique et multi-échelle des procédés d’électrodéposition permettant d’appréhender ces phénomènes.
Figure 1. Exemple de modélisation de traitement d’un train d’atterrissage sans outillages auxiliaires.
Figure 2. Exemple de modélisation de traitement d’un train d’atterrissage après optimisation via l’ajout d’outillages auxiliaires.
Figure 3. Visualisation de la configuration modélisée et des vitesses d’agitation dans le volume de la cuve et en surface de la pièce.
Figure 4. Zoom sur les corps creux.
Figure 5a et 5b. Images réalisées sur les vidéos de caractérisation de l’écoulement des bulles pour 3 densités de courant de travail : 3, 10 et 20 A/dm² et distribution de la taille des bulles produites et analysées lors de ces dépôts.
Figure 5a et 5b. Images réalisées sur les vidéos de caractérisation de l’écoulement des bulles pour 3 densités de courant de travail : 3, 10 et 20 A/dm² et distribution de la taille des bulles produites et analysées lors de ces dépôts.
Figure 6. Images de caractérisation du volume de gaz produit après 60 secondes de dépôt aux trois densités de courant de travail étudiées :
3, 10 et 20 A/dm².
Figure 7a. évolution de la fraction volumique de gaz au cours du temps lors d’un dépôt de ZnNi à 20 A/dm².
Figure 7b. évolution de la fraction volumique de gaz au cours du temps lors d’un dépôt de ZnNi à 20 A/dm².
Figure 8. évolution de la fraction volumique de gaz et de la vitesse d’écoulement du fluide lors de la modélisation d’un dépôt de ZnNi.
Figure 9. évolution de la fraction volumique de gaz et de la vitesse d’écoulement du fluide dans les 3 configurations étudiées.
