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Plateforme Procédés pour la métallurgie des poudres, la plasturgie et l’assemblage

Publié le 27 septembre 2023


Plateforme Procédés pour la Métallurgie des Poudres, la Plasturgie et l’Assemblage

Des composants et aimants à haute valeur ajoutée

Cette plateforme met en œuvre des procédés faisant appel aux techniques de plasturgie (extrusion, injection), de fabrication additive (photoréticulation, extrusion, binder jet, fusion laser), de Compression Isostatique à Chaud (CIC)  et de brasage. Les pièces obtenues peuvent être quasiment aux cotes « nearnet shape », sans étape ultérieure d’usinage conséquente, ce qui permet des économies de matière et potentiellement des coûts réduits.

La plateforme développe et fabrique des composants à haute valeur ajoutée à partir de poudres métalliques, céramiques, semi-conductrices, magnétiques ou thermoplastiques et aussi de parties massives métalliques ou céramiques. La préparation des poudres et/ou des pièces et leur mise en œuvre notamment par fabrication additive, par CIC et par brasage permettent d’obtenir directement des pièces de forme complexe. Elle dispose d’équipements de caractérisation et d’outils numériques pour les activités de conception, modélisation et simulation.

La préparation des matériaux en amont de la fabrication optimise les propriétés des composants.Pour les poudres (métalliques, céramiques, magnétiques, plastiques etc), cela permet d’adresser des propriétés inaccessibles au matériau massif : petites pièces à formes complexes, structures allégées à parties creuses, composants diélectriques à forte conductivité thermique, dispositifs de récupération d’énergie, aimants hautes performances etc. Le couplage de procédés permet de réaliser des composants multi-matériaux complexes.

   Le pôle R&D


  

Il est doté d'une chaîne complète d'équipements industriels ou semi-industriels. L'intégralité de la fabrication des composants est réalisée à partir de poudres :   

  • Formulation et préparation des poudres,
  • Mise en forme par injection, compression ou impression,
  • Déliantage et frittage,
  • Strip Casting et caractérisation associée.

De plus, le CEA-Liten est un leader du développement d’aimants permanents de type NdFeB de hautes performances, avec l’ensemble des étapes de fabrication à l’échelle industrielle.
  

   Le pôle assemblage

Un ensemble d’équipements uniques nécessaires à chaque étape de la fabrication est regroupé au sein de pôle:  

  • Outils pour la conception des assemblages : SOLIDWORKS TM, CATIA TM pour la CAO de pièces/systèmes plus ou moins complexes
  • Modélisation/simulation: ABAQUSTM, CASTEMTM
  • Brasage : salle de chimie, fours à environnement carbone ou métallique.
  • Soudage-diffusion et métallurgie des poudres : enceinte de CIC, enceinte de CUC (compression uniaxiale à chaud), boîtes à gants pour la manipulation des poudres, un atelier et deux salles de chimie pour préparer la surface des pièces.

Les activités s’appuient également sur un ensemble de techniques de caractérisation important :

  • Caractérisations mécaniques : 26 équipements d'essais de traction, compression, torsion, fluage, résilience, dureté, micro-dureté, fatigue, propagation de fissures… à haute température et sous différents gaz (gaz neutre, hydrogène) pour certains équipements,

  • Caractérisations thermiques en atmosphère contrôlée (Air, neutres, H2) : analyse thermogravimétrique et analyse thermique différentielle, dilatométrie,

  • Analyses physico-chimiques : MEB, microscope optique à variation focale, spectromètre à décharge luminescente, analyses C, O, N, S.


Le CEA-Liten participe à de nombreux projets européens et français dans la recherche et la création de valeur autour de la métallurgie des poudres. Le projet EQUIP’EX CALHIPSO en partenariat avec l’Université de Bourgogne et financé par l’ANR est particulièrement structurant pour cette activité.


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