TECHNOLOGIES DE FABRICATION INNOVANTES DE MATERIAUX CERAMIQUES ET COMPOSITES (ADDITIVES, SOUSTRACTIVES ET HYBRIDES)
PILOTES : CRIBC et UPHF
La mise en forme est un thème central dans la fabrication des céramiques. Les technologies conventionnelles (pressage, coulage, usinage …) s’avèrent limitées dans leur aptitude à produire des géométries complexes dans des temps raisonnables et ce tout en garantissant des performances matières conformes aux attentes. Récemment, de nouvelles approches de mise en forme sont apparues lesquelles constituent un changement de paradigme pour les concepteurs et les utilisateurs de pièces céramiques. C’est le cas notamment des technologies additives et hybrides (combinant addition de matière et soustraction par usinage) qui offrent des libertés jamais atteintes en matière de design de pièces, de fonctionnalités et de précision.
Réalisation de pièces céramiques par usinage sans contact à l’état cru ou dense à partir de laser nanosecondes. Usinage positionné 4 ou 5 axes (selon les équipements) permettant la réalisation d’objets complexes. Finesse des motifs usinés < 0.1 mm.
Ex : Composants micromécaniques, prothèses céramiques, applications céramiques horlogères et joaillière
Mise en forme d’objets 3D céramiques ou composites (métal/céramique) par fusion directe laser. Fabrication d’objets jusqu’à 12x12x12 cm.Ex : Fabrication de pièces prototypes tout céramique, de moules de fonderie
Réalisation de pièces céramiques 3D par usinage hybride combinant ablation laser (nanoseconde ou femtoseconde) et usinage mécanique. Scanner laser intégré pour la reprise d’usinage de pièces. Finesse des motifs usinés < 0.05 mm.
Equipement de fabrication céramique combinant une mise en forme de type binder jetting (procédé additif par empilement de couches de poudres consolidées avec un liant) et une reprise laser pour l’amélioration des états de surface et la réalisation des détails fins.
Réalisation de pièces en céramique de géométries simples ou complexes par photopolymérisation d'une résine. Des pièces de dimensions maximales 30x30x10 mm peuvent être produites. Une résolution de 50µm peut être atteinte.
Examen de microstructures, observation de défauts.
Analyse élémentaires locales.
Examens de topographies et mesures d’états de surface sans contact et à très haute résolution.
Réalisation d’observations rapides en 3D d’objets et examen de leur topographie.
Mesures métrologiques (hauteurs, largeurs, volumes, rayons de courbure, rugosités …).
THEMES DE RECHERCHE ET REALISATIONS
Réalisation d’objets de géométrie complexe par ablation sélective laser.
Réalisation de pièces céramiques par impression 3D ou stéréolithographie.DEMO UD2-2 DEMO UD2-4
Exemple d’une fabrication soustractive hybride combinant dégrossissage à la mèche et finition par laser (pièce en zircone noire).