Contactez-nous
Techniques de fabrication
Mousses métalliques - Structures et procédés de fabrication
N3800 v1 Article de référence

Techniques de fabrication
Mousses métalliques - Structures et procédés de fabrication

Auteur(s) : Jonathan DAIRON

Relu et validé le 29 janv. 2021 | Read in English

Logo Techniques de l'Ingenieur Cet article est réservé aux abonnés
Pour explorer cet article plus en profondeur Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?

Présentation

1 - Typologie des mousses métalliques

2 - Techniques de fabrication

3 - Lien entre structures et procédés

4 - Conclusion

5 - Glossaire – Définitions

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article propose un panorama des principaux procédés de fabrication des mousses métalliques. Il présente les spécificités des métaux mis en oeuvre et les produits potentiellement réalisables. En particulier, sont précisés les liens existants entre le procédé et les caractéristiques morphologiques des mousses.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

  • Jonathan DAIRON : Docteur-ingénieur de l’École Centrale de Lille - Ingénieur R&D Procédés, Centre de Recherche des Matériaux du Creusot – Industeel ArcelorMittal, France - Précédemment chef de projets au Centre Technique des Industries de la Fonderie

INTRODUCTION

Les mousses métalliques sont des matériaux cellulaires généralement considérés comme nouveaux. Pourtant, les premières techniques de production de ces matériaux ont été initiées il y a près d’un siècle. Cette impression de nouveauté est induite par la maîtrise assez récente des procédés de fabrication, qui permettent aujourd’hui de proposer des mousses dont les caractéristiques morphologiques sont relativement bien contrôlées. Cette maîtrise permet de fabriquer des produits dont les propriétés de service sont prévisibles et répétables, ce qui est essentiel pour utiliser un matériau.

Les caractéristiques morphologiques des mousses conditionnent les fonctions qu’elles peuvent assurer et leurs propriétés d’usage. Il en résulte qu’en fonction de l’application visée, le choix d’une structure particulière peut s’imposer. Or, cette structure est étroitement liée au procédé qui lui donne naissance. Ce procédé ayant lui-même ses propres limitations et conditions de mise en œuvre, c’est donc le choix du couple procédé/structure qui doit être effectué.

Cet article met l’accent sur le lien existant entre les procédés de fabrication de mousses métalliques et les structures de ces matériaux. Après une première partie détaillant le vocabulaire spécifique aux mousses métalliques, une déclinaison des procédés permettant de fabriquer ces matériaux est proposée. Les procédés sont regroupés selon les principes physiques auxquels ils font appel. Les éléments clefs de leur maîtrise sont abordés.

Logo Techniques de l'Ingenieur

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?


DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-n3800

Article inclus dans l'offre

"Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés"

(207 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

2. Techniques de fabrication

Depuis les années 1950, de nombreux procédés ont été développés pour fabriquer des mousses métalliques. Plusieurs classifications peuvent être employées pour les regrouper. Par exemple, l’état physique du métal lors de sa mise en forme (liquide, solide, gazeux ou ionique) pourrait être un critère de classification. Dans cette partie, nous avons préféré regrouper ces procédés en fonction des principes physiques auxquels ils font appel, même si leurs mises en œuvre pratiques peuvent différer. Ceci permet de présenter lesdits principes pour chacun de ces groupes de procédés, avant de décliner les différentes mises en œuvre existantes.

2.1 Moussage d’un métal liquide

Les procédés de moussage permettent d’obtenir une mousse métallique (solide) par formation d’une mousse de métal liquide qui est ensuite solidifiée. L’obtention de la mousse liquide est assurée par l’introduction de gaz dans un bain métallique, pouvant être réalisée via différentes techniques. Cette mousse doit par ailleurs être stabilisée, sinon elle retombe dès l’arrêt du moussage tout comme la mousse formée en secouant une boisson gazeuse. Enfin, même stabilisée, elle subit un processus de vieillissement et doit de ce fait être solidifiée rapidement.

HAUT DE PAGE

2.1.1 Théorie du moussage des métaux

HAUT DE PAGE

2.1.1.1 Géométrie locale

Toute mousse (liquide) est une dispersion métastable d’une phase gazeuse au sein d’une phase liquide, dans laquelle le gaz se présente sous forme de cellules globalement polyédriques séparées par des films de liquide. Pour cela, la phase gazeuse occupe nécessairement plus de 74 % du volume total de la mousse. En dessous, le gaz se présenterait en effet sous forme de bulles sphériques dont l’arrangement spatial peut suivre des lois différentes de celles des mousses. Ces lois d’arrangement spatial qui prévalent dans les mousses sont celles de Plateau,...

Logo Techniques de l'Ingenieur

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?


Lecture en cours
Techniques de fabrication

Article inclus dans l'offre

"Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés"

(207 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HUGO (J.-M.), BRUN (E.), TOPIN (F.) -   « Metal foam effective transport properties »  -  In : Evaporation, condensation and heat transfer, ed. A. Ahsan, InTech, pp. 279-302 (2011).

  • (2) - WEAIRE (D.), HUTZLER (S.) -   The Physics of Foams  -  Oxford University Press, (réédition de 2005) (1999).

  • (3) - BANHART (J.) -   « Manufacturing routes for metallic foams »  -  JOM, 52 (#12), pp. 22-27 (2000).

  • (4) - BANHART (J.) -   « Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams »  -  Progress in Materials Science 46, pp. 539-632 (2001).

  • (5) - BANHART (J.) -   « Light-metal foams – history of innovation and technological challenges »  -  Advanced Engineering Materials 15 (#3), pp. 82-111 (2013).

  • (6)...

Logo Techniques de l'Ingenieur

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ?


Article inclus dans l'offre

"Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés"

(207 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

Sommaire

QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Article inclus dans l'offre

"Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés"

(207 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

Ressources documentaires

Élaboration des composites à particules

Cet article concerne les composites à matrice métallique renforcés par des particules CMMp , excluant ...

Matériaux composites à matrices métalliques

Les matériaux composites à matrice métallique ont été développés à partir des années 1960 afin de ...

Polymères allégés en extrusion

L'objectif permanent de réduction de poids conduit naturellement à fabriquer un emballage thermoformé à ...