Compression Isostatique à Chaud
La plateforme CALHIPSO est un projet EQUIPEX+ innovant qui vise à déployer la technologie HIP (« Hot Isostatic Pressing » ou Compression Isostatique à Chaud) dans des secteurs clés tels que l’aéronautique, la défense et le nucléaire. Ce projet adopte une approche globale, combinant expérimentation, modélisation et simulation, pour développer des solutions HIP adaptées aux besoins spécifiques de l’industrie.
Dirigé par Frédéric Bernard, professeur de chimie physique à l’Université de Bourgogne (uB), le projet réunit des partenaires experts dans l’application de la technologie HIP : le Laboratoire ICB, le laboratoire d’Innovation pour les Technologies des Énergies Nouvelles et des nanomatériaux du CEA à Grenoble, le Centre de Mise en Forme des Matériaux (UMR 7635 CNRS-Paris Sciences Lettres / Mines ParisTech) et la société Framatome. Cette collaboration permet de fournir au projet CALHIPSO un environnement scientifique de pointe, avec des équipements complémentaires couvrant à la fois les procédés de fabrication et les moyens de caractérisation.
Plateau Frittage (Dijon)
CALHIPSO dispose de deux machines de frittage flash ou SPS (Spark Plasma Sintering). Ce procédé permet la densification de tout type de matériaux pulvérulents (métaux, céramiques, composites, …).
Nos machines permettent de soumettre l’échantillon à un courant électrique de forte intensité (typiquement 0-10V, 1-30 kA) tout en appliquant une pression de plusieurs dizaines de MPa et, ceci, dans une gamme de température variant de l’ambiante jusqu’à 2400°C.
– HPD-125 (Fabricant : FCT Systeme GMbH) ø = 30mm – 160mm, h = 60 – 80mm, 2400°C, 1250kN, 600°C/min, vide, atmosphère neutre (argon, azote), atmosphère réductrice (hydrogène)
– HPD-10 (Fabricant : FCT Systeme GmbH, Modèle : HPD 10) ø = 8mm-40mm, h=30-50mm, 2400°C, 100kN, 400°C/min, vide, atmosphère neutre (argon, azote)
Contact
Sophie.Le-Gallet@u-bourgogne.fr
Tél : +33 3 80 39 61 63
CIC
Nous disposons également d’une machine de compression isostatique à chaud (CIC) qui permet d’obtenir des matériaux massifs de formes complexes à partir de poudres métalliques ou céramiques en appliquant une forte pression d’argon.
Ce dispositif permet aussi d’assembler des parties massives de nature différente par soudage diffusion. Les rampes en pression et en température peuvent être sélectionnées de manière indépendante
HIPress : QIH 15L (Avure), dimensions de l’enceinte : ø = 186 mm, h = 500 mm, montée en température jusqu’à 2000°C (vitesse de montée jusqu’à 50°C/min), en pression jusqu’à 2000 bars.
Contact
J-P.Chateau-Cornu@u-bourgogne.fr
Tél : +33 3 80 39 61 46
Broyeur planétaire
La mécano-synthèse est l’opération qui permet de réaliser la synthèse d’un alliage au sein d’un broyeur grâce à une succession d’opérations de fractures et de soudures. Malheureusement, ce broyage mécanique nécessite des temps de broyage élevés conduisant à la contamination de la poudre par les outils de broyage. Toutefois, il est possible de réaliser une activation mécanique via l’utilisation de broyages de haute énergie de courte durée (P4, Fritsch), elle permet de produire des agrégats ou des agglomérats nanostructurés. Ainsi, pour obtenir l’alliage désiré, il conviendra d’appliquer un traitement thermique au mélange de poudres mécaniquement activées. Cette activation mécanique permettra de réduire les températures de recuit et de frittage en raison de la diminution de la taille des grains mais aussi de l’accumulation de défauts.
– Broyeur Planetaire P4 (Fritsch), Jarres de 12 mL à 500 mL, Vitesse de rotation de 0 rpm à 400 rpm
Contact
Frederic.Bernard@u-bourgogne.fr
Tél : +33 3 80 39 61 25
Plateau laser et assemblage (Creusot)
Le hall laser de l’ICB, localisé au Creusot, met en œuvre des procédés laser (soudage, découpe, marquage), ainsi que des procédés de soudage à l’arc plus conventionnels.
Le savoir-faire acquis depuis 25 ans a permis de développer une approche pluridisciplinaire (thermique, hydrodynamique, mécanique, métallurgique, physico-chimique) et multi-échelle, permettant d’appréhender les phénomènes qui interviennent lors de l’interaction du faisceau énergétique avec la matière, et les effets induits par cette interaction.
L’activité couple les aspects expérimentaux :
– Optimisation des procédés (plans d’expériences)
– Instrumentation du procédé (imagerie rapide, thermométrie, thermographie, corrélation d’images DIC, caractérisations physico-chimiques et mécaniques)
Avec des simulations numériques multi-physiques :
– Thermo-hydraulique : modélisation du soudage laser en mode keyhole (formation du capillaire, etc.) / modélisation des couplages électromagnétiques en soudage à l’arc
– Thermomécanique : modélisation de la formation des contraintes dans les assemblages afin de comprendre les phénomènes et de maîtriser leurs conséquences, pour répondre aux interrogations scientifiques mais aussi aux problématiques industrielles.
Le plateau dispose de plusieurs sources lasers dont :
– TRUMPF TRUDISK 6001 : laser Yb-YAG (1030 nm) continu d’une puissance maximale de 6 kW (fibre de 100 µm au minimum), utilisé en soudage
– TRUMPF HL304P : laser Nd-YAG (1064 nm) pulsé d’une puissance moyenne maximale de 330 W (9 kW crête), notamment utilisé pour la découpe
– ROFIN SLM40D : laser Nd-YAG (1064 nm) pulsé d’une puissance moyenne maximale de 40 W (61 kW crête), utilisé pour le marquage ainsi que de procédés de soudage conventionnels : dont TIG, MIG et CMT (Cold Metal Transfer).
Au niveau calcul numérique, il s’appuie principalement sur les logiciels commerciaux COMSOL, ABAQUS et ANSYS.
L’articulation avec le monde socio-économique se fait via la SATT SAYENS.
