PROJECTION PAR SUSPENSION
PROJECTION PAR SUSPENSION
Des couches ultra-fines pour des résultats précis
Une toute nouvelle architecture de revêtement permettant des applications fascinantes.
TECHNOLOGIE DE PROJECTION PAR SUSPENSION
TECHNOLOGIE DE PROJECTION PAR SUSPENSION
Précision à l’échelle nanométrique
La projection par suspension est une avancée majeure par rapport à la projection thermique classique. Contrairement aux procédés traditionnels où le matériau de revêtement est utilisé sous forme de poudre, ici, nous utilisons une suspension, un mélange de particules finement dispersées, souvent à l’échelle nanométrique ou submicronique, dans un liquide.
Les avantages de la projection par suspension sont multiples. Les couches déposées sont plus denses, offrant ainsi une meilleure isolation, une conductivité thermique et électrique supérieures, et une résistance accrue à la corrosion.
En utilisant des particules nanométriques et submicroniques, nous pouvons produire des revêtements présentant une surface fortement nanostructurée, ce qui permet d’obtenir des propriétés superhydrophobes. Cet effet, connu sous le nom d’effet « Lotus », est utilisé pour des revêtements autonettoyants ou anti-givre.
VOTRE AVANTAGE
«La projection par suspension est un procédé thermique révolutionnaire qui ouvre de nouvelles perspectives d'applications. Les suspensions permettent de réaliser des couches extrêmement fines, comblant ainsi le fossé entre les techniques de couches minces classiques et les couches plus épaisses. Ce procédé est particulièrement pertinent dans les domaines de l'électronique de puissance, des couches chauffantes et des technologies médicales.»
Sven Hartmann
Directeur général / Dr.-Ing. M.A. MBA SFI
Avantages uniques de la projection par suspension :
- Couches nanostructurées : Les nanoparticules présentes dans la suspension permettent de créer des couches avec une microstructure particulièrement fine, ce qui se traduit par des propriétés mécaniques et fonctionnelles exceptionnelles.
- Flexibilité dans le choix des matériaux : Ce procédé permet de traiter une large gamme de matériaux, y compris des matériaux céramiques, métalliques et même organiques.
- Structures de revêtement novatrices : La structure unique des couches ouvre de nouvelles possibilités d'applications, par exemple dans les domaines des capteurs, de la biomédecine ou des isolants haute température.
Particules fines, performance maximale
Dans le processus de projection par suspension, la suspension est injectée dans une flamme. Celle-ci chauffe le matériau de base, le fait fondre et l’accélère vers le substrat à revêtir. Ce processus génère un revêtement extrêmement fin et uniforme. Les suspensions permettent d’introduire un matériau de base nanostructuré, dont les propriétés se transmettent dans le revêtement. Les propriétés nanométriques confèrent au revêtement appliqué des caractéristiques uniques, qui ne peuvent être atteintes avec des procédés de revêtement traditionnels.
TECHNOLOGIE DE PROJECTION PAR SUSPENSION
TECHNOLOGIE DE PROJECTION PAR SUSPENSION
Domaines d'application et potentiel
La projection par suspension est particulièrement adaptée aux applications de haute technologie, où les procédés de projection traditionnels atteignent leurs limites. Les domaines d’application typiques incluent la protection contre l’usure, les surfaces superhydrophobes, les électrodes à grande surface, l’électronique, l’aérospatiale, la médecine et la production d’énergie.
La capacité d’appliquer des couches nanostructurées fait de la projection par suspension une technologie clé pour le développement de surfaces fonctionnelles avec des propriétés très spécifiques.
Cela permet de réaliser des structures de revêtement totalement nouvelles et d’élargir ainsi le spectre du traitement de surface vers des applications fascinantes et à la pointe de la technologie.
COUCHES ISOLANTES
Pour l'électronique de puissance, les couches de conducteurs chauffants et la technologie médicale
- Dans le cadre d'un projet de recherche collaboratif avec l'Institut des sciences des matériaux de l'Université Technique de Dresde, des couches isolantes projetées par HVOF et par suspension sont développées.
- Ces couches sont plus denses que les couches conventionnelles projetées thermiquement et présentent ainsi une capacité d'isolation supérieure tout en étant plus fines.
- En raison de leur haute conductivité thermique, elles sont destinées à être utilisées dans des supports de circuits pour l'électronique de puissance, qui sont de plus en plus utilisés dans les voitures, notamment les véhicules hybrides.
- Financement du projet : BMWi, Programme central d'innovation pour les PME (ZIM) ; Numéro de financement : KF3197501
Autres domaines d'application des couches isolantes denses projetées par suspension :
- Couches de conducteurs chauffants pour les plaques de cuisson, le moulage par injection plastique et de nombreux autres domaines.
- Couches isolantes sans joints, homologuées pour la technologie médicale.
Démonstrateur : Support de circuit avec pistes conductrices
Coupes transversales d’une couche céramique dense
Source : F.-L. Toma, A. Potthoff, L.-M. Berger, C. Leyens : « Demands, Potentials, and Economic Aspects of Thermal Spraying with Suspensions: A Critical Review » dans Journal of Thermal Spray Technology, Vol. 24(7), 2015, pp. 1143–1152
Coupes transversales d’un système de chauffage par couche multi-épaisse
Source : IFKB Uni Stuttgart
Couches minces en métaux précieux
Pour les contacts de commutation et les couches de conducteurs chauffants
- Projet de recherche TherMeS, en collaboration avec l'Institut de technologie de fabrication des composants céramiques de l'Université de Stuttgart
- Financement du projet : BMWi, Programme central d'innovation pour les PME (ZIM) ; Numéro de financement : KF3197502AG4
- Revêtements métalliques projetés par suspension
Domaines d'application
- Alliages d'argent et couches dispersées d'argent (par exemple, argent-graphite, argent-oxyde d'étain) pour les contacts de commutation, par exemple dans les boîtes à fusibles et les relais.
- Couches minces de conducteurs chauffants à base d'alliages de nickel-chrome (10 µm à 50 µm).
Autre domaine d'application :
- Couches minces de conducteurs chauffants à base d'alliages de nickel-chrome (10 µm à 50 µm).
Protection contre l'usure
- Les couches de chromate projetées par suspension représentent un remplacement écologique et plus durable du chrome dur.
- Grâce à leur nanostructure, par rapport aux couches de chromate conventionnelles, la propagation des fissures est inhibée et la dureté est augmentée.
- Sur l'illustration, il est possible de voir que, dans les couches de chromate projetées conventionnellement, la propagation des fissures se fait parallèlement aux couches de revêtement, tandis que dans une couche de chromate projetée par suspension, les fissures se propagent uniformément dans toutes les directions. De plus, les fissures se propagent beaucoup moins fortement dans la couche projetée par suspension. Cela augmente la résistance à l'usure.
Application : Revêtement de protection contre l’usure pour les tiges de piston
Source : A. Killinger, A. Rempp, P. Müller, A. Manzat et R. Gadow, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit Suspensionen aus nano- und submikronskaligen Oxidpulvern, dans : Thermal Spray Bulletin à paraître en 2015, édité par GTS eV
Vue supérieure de surface nanostructurée
Source : A. Killinger, « Suspensionsflammspritzen – Thermokinetisches Beschichtungsverfahren zur Verarbeitung submikron- und nanoskaliger Werkstoffe », dans : Stuttgarter Impulse – Fertigungstechnik für die Zukunft, Version écrite des conférences du Colloque technique de fabrication, du 29 au 30 septembre 2010 à Stuttgart ; FTK 2010 Stuttgart, 2010, ISBN : 978-3-925589-51-5
Surfaces superhydrophobes
- Les couches projetées par suspension peuvent être fabriquées de manière à avoir une grande surface nanostructurée (voir l'image "Vue supérieure de surface nanostructurée").
- Cela permet d'obtenir des propriétés superhydrophobes.
Les surfaces superhydrophobes sont également connues sous le nom d'effet Lotus. Elles sont utilisées pour :
- Revêtements auto-nettoyants
- Revêtements anti-givre (par exemple pour les avions ou les éoliennes)
Électrodes à grande surface
Les surfaces superhydrophobes sont également connues sous le nom d'effet Lotus. Elles sont utilisées pour :
- Électrolyse
- Électrocatalyse
Un exemple typique d’application sont les piles à combustible.
Vue supérieure de surface nanostructurée
Source : A. Killinger, Suspensionsflammspritzen – Thermokinetisches Beschichtungsverfahren zur Verarbeitung submikron- und nanoskaliger Werkstoffe, dans : Stuttgarter Impulse – Fertigungstechnik für die Zukunft, version écrite des conférences du Fertigungstechnisches Kolloquium du 29 au 30 septembre 2010 à Stuttgart ; FTK 2010 Stuttgart, 2010, ISBN : 978-3-925589-51-5
Coupe transversale d’un revêtement thermique isolant : haute porosité
Source : A. Killinger, P. Müller et R. Gadow, High Velocity Suspension Flame Spraying and Suspension Plasma Spraying of Oxide Ceramics, dans : Thermal Spray 2012: Proceedings of the International Thermal Spray Conference (21-24 mai 2012, Houston, Texas, USA), Eds : Basil R. Marple, Arvind Agarwal, Margaret M. Hyland, Yuk-Chiu Lau, Chang-Jiu Li, Rogerio S. Lima et André McDonald, ASM International, 2012
Vue latérale d’un revêtement thermique isolant : croissance en forme de colonnes
Source : Forschungszentrum Jülich, N. Schlegel
Couches isolantes thermiques
La projection par suspension permet d'obtenir une croissance de couches qui n'était jusqu'à présent possible qu'avec des techniques coûteuses sous vide :
- En choisissant les paramètres de revêtement appropriés, il est possible de fabriquer des revêtements poreux et croissant sous forme de colonnes.
- De tels revêtements sont utilisés comme isolants thermiques dans les turbines à gaz et les turbines d'avion.
Votre contact
Chakib Lefkir
Développement d’applications / B.Eng.
Votre contact
Chakib Lefkir
Anwendungsentwicklung / B.Eng.
PROCÉDÉS DE PROJECTION
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En savoir plus sur nos procédés innovants
Découvrez nos procédés de projection uniques et leurs applications. De la projection à gaz froid à la projection thermique jusqu’à la projection par suspension – nous vous aidons à trouver la solution adaptée à votre projet.
RÉSULTATS
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Des résultats impressionnants
Explorez les applications novatrices et les résultats fascinants de la projection par suspension. Ce procédé hautement développé permet de créer des revêtements exceptionnellement denses et uniformes, répondant aux normes les plus élevées.
FABRICATION COMPLÈTE
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Efficacité maximale dans tout le processus
Notre fabrication complète combine divers processus de production et offre des solutions sur mesure pour des exigences complexes. Cette approche garantit que les produits sont fabriqués plus rapidement, de manière plus efficace et avec une qualité exceptionnelle.