Exemple au Centre Des Matériaux (Evry, France), un laboratoire de recherche de MINES ParisTech - PSL.
L'impression 3D s'est révélée être de loin la meilleure solution pour produire à la demande des pièces céramiques en petites séries. De plus en plus de laboratoires et de centres de recherche s'équipent de la technologie Zetamix pour fabriquer une grande variété de pièces, des cartouches chauffantes aux porte-échantillons. Découvrez comment le Mine Paris Tech, un centre d'éducation et de recherche, utilise les filaments Zetamix pour améliorer la qualité de leurs expériences.
Le Centre des Matériaux est une unité de MINES ParisTech - PSL et est également une Unité Mixte de Recherche du CNRS (UMR 7633 ) du CNRS, spécialisée en Science des Matériaux et Modélisation Mécanique avec une attention particulière aux nouveaux matériaux obtenus par des procédés innovants dont ceux par AM. Les objectifs des études sont principalement axés sur l'influence des procédés de fabrication sur les propriétés des matériaux tels que produits ou avec des conditions de vieillissement impliquant un environnement sévère.
La plupart de ces études nécessitent des échantillons spécifiques pour des environnements spécifiques tels que les hautes températures, et les porte-échantillons habituels ne permettent pas de réaliser ces expériences. Grâce aux filaments d'alumine Zetamix, Sylvain Gailliegue et Alain Koster, tous deux experts en essais mécaniques à haute température, ont facilement résolu ces problèmes pour différentes études de cas.
Porte-échantillon pour essai de traction
Afin d'étudier les différences de propriétés entre un métal fabriqué par fonderie et un métal fabriqué par SLM (Selective Laser Melting), MINES ParisTech a dû s'équiper de porte-échantillons hautement personnalisés pour les tests de traction.
En effet, la réalisation d'une pièce métallique par SLM est loin d'être simple et nécessite un post-traitement au four : après l'impression, les éprouvettes de traction doivent être recuites. Or, Sylvain souhaitait recuire simultanément plusieurs échantillons SLM dans un four tubulaire afin de gagner du temps et de s'assurer que toutes les pièces étaient chauffées dans les mêmes conditions.
Cela a entraîné un certain nombre de problèmes à prendre en compte :
-Les échantillons de test ne doivent pas se toucher dans le four tubulaire.
-Ils doivent être placés au centre du four tubulaire, où la température est homogène.
Pour atteindre cet objectif, Sylvain avait besoin d'un porte-échantillon personnalisé. Ce type de pièce n'existe pas en grande quantité sur le marché et sous-traiter la production serait trop coûteux. En effet, pour résister aux traitements thermiques, elles doivent être en céramique réfractaire et stable comme l'alumine. Grâce à Zetamix, Sylvain a réussi à produire un porte-échantillon d'essai de traction en alumine parfaitement adapté qui a résolu tous les problèmes mentionnés précédemment.
Création d'un porte-échantillon unique et personnalisé
MINES ParisTech est équipé d'une machine d'essais biaxiaux à haute température. Cette machine a pour but de chauffer un échantillon à l'aide d'un système de bobines d'induction et de suivre la propagation de la fissure lorsqu'elle est endommagée, afin de collecter des données mécaniques pour prédire la durée de vie des matériaux. Cependant, pour mener une nouvelle expérience à haute température et dans des conditions statiques, Sylvain devait seulement chauffer un échantillon sur pied jusqu'à ce qu'il soit endommagé. Cette installation serait la meilleure solution avec seulement une légère modification. En fait, lorsque l'échantillon atteint la température ciblée dans la plage 800°C-1100°C, Sylvain doit le maintenir à un endroit très précis de la machine.
Par conséquent, un porte-échantillon spécifique est nécessaire pour atteindre cet objectif. De plus, ce porte-échantillon doit être résistant aux hautes températures et non conducteur pour le système inductif. Ainsi, Sylvain a décidé de créer un porte-échantillon sur mesure dans un matériau qui remplit ces deux contraintes : L'alumine. Une fois encore, l'alumine est un matériau coûteux lorsqu'il est produit en petite quantité, et Sylvain ne peut se permettre de sous-traiter la production de ce porte-échantillon. De la même manière que pour le porte échantillon précédent, Sylvain a imprimé une pièce en alumine parfaitement adaptée à la machine grâce à Zetamix.
MINES Paris tech est équipé d'imprimantes 3D et de fours pour délier et fritter les pièces imprimées. C'est pourquoi l'utilisation des filaments Zetamix était particulièrement pertinente pour eux : ces filaments permettent au laboratoire de produire des pièces avec leurs propres machines et d'améliorer significativement la qualité de leurs expériences avec peu d'investissement.
Article issu du site Zetamix (anglais)
