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R&D - Innovation

Les docteurs et ingénieurs du CRITT MATÉRIAUX INNOVATION, vous accompagnent dans vos projets de R&D et d’innovation. Un ressourcement permanent de leurs connaissances, grâce à l’implication dans de nombreux projets collaboratifs, des moyens de laboratoire complets et performants permettent de conduire une R&D réactive et efficace.

Tribologie Surface Plasma-froid Fonctionnalisation Impression-3D Innovation Etat de l’art MIM PIM CIM Usure Veille Recherche CIR Bibliographie

R&D - Innovation

Les docteurs et ingénieurs du CRITT MATÉRIAUX INNOVATION, vous accompagnent dans vos projets de R&D et d’innovation. Un ressourcement permanent de leurs connaissances, grâce à l’implication dans de nombreux projets collaboratifs, des moyens de laboratoire complets et performants permettent de conduire une R&D réactive et efficace.

Tribologie Surface Plasma-froid Fonctionnalisation Impression-3D Innovation Etat de l’art MIM PIM CIM Usure Veille Recherche CIR Bibliographie

Mise en forme des matériaux par procédés innovants

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  • Injection de poudres métalliques ou céramique (Powder Injection Moulding)
  • Fabrication additive sans fusion

Cette activité stratégique vise le développement et le transfert de technologie des moyens de mise en Forme de matériaux polymères, céramiques et métalliques par voie directe ou indirecte. Elle regroupe des équipements de la technologie PIM (Powder Injection Molding) et plusieurs imprimantes 3D permettant la mise en œuvre de fil ou de granulés de polymères ou de feedstock (mélange de polymère et de poudre céramique ou métallique permettant d’obtenir in fine une pièce céramique ou métallique).

Elle a pour but de fournir un soutien aux entreprises pour l’intégration des techniques de fabrication additive, petites et grandes séries, en partenariat avec la plateforme Platinium 3D.

Une expérience forte a été acquise dans les technologies PIM et 3D, particulièrement pour:

  • Le développement de matériaux mis en forme par fabrication additive pour le domaine biomédical (polymères bio résorbables et céramiques en cours de développement)
  • Le développement de matériaux composites (métal/céramique) par procédé PIM
  • L’élaboration de mousses métalliques par procédé PIM
  • Le développement de matériaux métalliques pour les systèmes médicaux implantables (titane pur, alliage de titane TA6V) et CrCoMo (F75)) par le procédé PIM
  • Le développement du déliantage aqueux (accélérateur)
  • Les polymères imprimés pour la tribologie (TPU et ABS par la Freeformer)
  • Le développement d’outillages en collaboration avec la plateforme PLATINIUM 3D.

Plusieurs projets de R&D collaborative auxquels participe le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION portent sur cette thématique :

La technologie PIM
Les équipements

Le procédé PIM, regroupant le MIM et le CIM (Metal or Ceramic Injection Molding), est une combinaison de l’injection plastique et de la métallurgie des poudres permettant la réalisation de pièces métalliques ou céramiques.

Cette technologie consiste à injecter dans une presse un feedstock (= mélange de poudre métallique ou céramique avec un liant (= polymère)) pour obtenir une pièce de forme appelée pièce verte. Cette pièce est ensuite déliantée (élimination du polymère) puis frittée.

 

Ce procédé est adapté aux :

– Grandes séries

– Pièces de Formes ou d’architectures complexes et innovantes

– Pièces de tailles petites et moyennes (typiquement entre 1 et 100 grammes)

 

Il propose un large choix de matériaux :

– A base de poudre métallique (TA6V, CoCrMo, 316L, alliages innovants, … )

– A base de poudre céramique (zircone, alumine, … )

– Composite (à base de mélange de plusieurs poudres)

– Bi-matériaux (par co-Frittage)

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Presse à injecter munie d’un robot multilift

  •  Force de Fermeture : 60 Tonnes
  •  Course d'ouverture: 500 mm
  •  Passage entre colonnes (dimensions maximales de moule) : 320 x 320 mm
  •  Épaisseur de moule maximale = 270 mm
  •  Dimensions des plateaux (valeurs extrêmes pour la Fixation des moules) : 320 mm injection centrale avec diamètre de centrage 125 mm
  •  2 vis d'injection pour poudres métalliques : 0 20 et 0 30mm
  •  2 vis d'injection pour poudres céramiques : 0 20 et 0 30mm
  •  Volume maximal injectable (vis de 20 mm) =31 cm3
  •  Volume maximal injectable (vis de 30 mm)=70cm3
  •  Moule : pompe à vide jusqu'à 80 mbar et température maximale = 160°C

    • Four de Frittage horizontal

    sous vide 1 bar à 10-9 bar)

  •  Volume: 54 L (292 x 305 x 610 mm)
  •  Température de Frittage : 1650°C max. sous vide et 1600°C max à P=933mbar sous atmosphère protectrice : H2, Ar ou N2
  •  Corps de chauffe en molybdène

    • Machine de fabrication additive « FREEFORMER »

    Deux unités de préparation de matière pour mettre en forme deux matériaux simultanément :
  •  Deux thermoplastiques différents pour les pièces simples
  •  Un thermoplastique et un matériau support pour les pièces complexes
  • Température maximale de mise en forme des thermoplastiques : 400°C
  • Température maximale de l’enceinte : 140°C
  • Dimensions maximales des pièces : 230 x 130 x 250 mm
  • Diamètres de buses : 0,15; 0,20 ou 0,25 mm permettant de réaliser des épaisseurs de couches de 0,15 mm à 0,31 mm
  • Pression maximale de la matière : 1300 bars

    • Cuve ultrason Annemasse pour déliantage à l'eau

  •  Capacité : 200 L
  •  Le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION est également équipé des moyens nécessaires au déliantage par solvant (éthanol ou acétone)

    • Four de déliantage céramique

  •  Volume : 120 L (450 x 600 x 450 mm)
  •  Températures = 150-450°C
  •  Dimensions maximales des pièces : 60 x 60 x 10 mm
  •  Vitesse de déliantage maximale : 6g/min
  •  Atmosphère : air à pression atmosphérique

    • Autres machines de fabrication additive

    Le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION possède plusieurs autres machines de fabrication additive destinées initialement aux polymères, utilisées dans ses travaux de recherche, notamment dans le « PIM-Like » (hybridation des technologie PIM et fabrication additive pour l’obtention de pièces métalliques ou céramiques).

    Four de déliantage catalytique

  •  Volume : 95 L (330 X 762 X 381 mm)
  •  Température : 20 à 150°C
  •  Fonctionne avec de l'acide nitrique Fumant (concentration inférieure à 4% en volume) et sous azote
  •  Vitesse de déliantage = environ 1 mm/h

    • Four de frittage céramique

  •  Température maximale = 1750°C
  •  Volume : 40 L (300 x 350 x 350 mm)
  •  Dimensions maximales des pièces 60 x 60 x 10 mm
  •  Atmosphère : Air à la pression atmosphérique, balayage d'azote possible
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    Fonctionnalisation de surface

  • Traitements de surface et revêtements par plasma basse pression
  • Traitements de surface par plasma atmosphérique
    • Le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION étudie depuis 25 ans les traitements et revêtements par plasma froid et il s’agit d’un de ses axes stratégique de recherche. Le plasma, « quatrième état de la matière », est un d’un milieu gazeux placé dans des conditions permettant son ionisation : il devient alors conducteur. Un plasma est une phase de la matière constituée de particules neutres et chargées d’ions et d’électrons. Au CRITT MATÉRIAUX INNOVATION nous disposons de divers systèmes de traitement de surface sous vide et à pression atmosphérique. Les traitements usuels concernent : l’activation ou la modification des propriétés de la surface des matériaux (métalliques, polymères, composites … ), les dépôts de couches minces (principalement par CVD) ou encore la stérilisation, … Ces applications, associées à nos nombreux moyens de caractérisation nous permettent de répondre à différentes problématiques de traitement de surface pour la R&D avec des industriels ou dans le cadre de projets collaboratifs à l’échelle régionale, nationale et européenne. Plusieurs projets de R&D collaborative auxquels participe le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION portent sur cette thématique :   Le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION dispose de différentes technologies :

    Plasma basse pression

    (sous vide)

    Le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION travaille activement sur l'amélioration d'une enceinte de plasma froid sous vide, permettant le traitement des matériaux, particulièrement les polymères sensibles (comme les biopolymères) aux effets de tem­pérature, agents chimiques ou rayonnements puissants.

    Plusieurs sources de plasma y sont disponibles : micro-ondes, plasma Radio Fréquences, ainsi que différents couplages, notamment avec champ magnétique. Une innovation brevetée par le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION (avec l'URCA), consiste en la génération de plasma exclusivement à l'intérieur d'un contenant, lui-même situé au sein du réacteur. Cette technologie a servi à la réalisation de traitements de stérilisation, mais peut être étendue à d'autres applications comme le traitement d'activation de matériaux granulaires ou les couches minces par CVD.

    Plasma à pression atmosphérique

    Depuis une dizaine d'années, les plasmas à pression atmosphérique permettant de s'affranchir du vide suscitent un intérêt grandissant tant sur plan scientifique qu'industriel. Le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION dispose de différents systèmes permettant l'obtention de plasma à pression ambiante :
  •  Système de torche plasma (Axcys®): jet plasma à pression atmosphérique montée sur un robot 6 axes.
  •  Torche plasma manuelle (Piezobrush® PZ2) de Relyon Plasma
  •  Plasma-Gun (Thermo Fisher en
    • collaboration avec le CNRS) : génération et transport du plasma dans un tube capillaire sur des longueurs allant jusqu'à quelques mètres ou Fractionnement en plusieurs sous-jets plasmas

    Dépôt CVD assisté par plasma

    Le dépôt de vapeur chimique (CVD) est un procédé chimique utilisé pour produire des couches de matériaux solides à haut degré de pureté et de performance. Le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION dispose d'un système d'évaporation pour les dépôts de couches minces en CVD (VDM de Bronkhorst®) : ce système permet la transformation de phase (précurseurs organométalliques, composés organiques ou autre solution aqueuse) en vapeur par l'utilisation d'un gaz vecteur et d'un chauffage contrôlé. Ainsi, la génération de couches minces par CVD assistée par plasmas Froids peut être réalisée dans les deux cas: pression atmosphérique et basse pression. Les différents traitements de surface sont accompagnés :
  •  De mesures au cours des procédés (suivi du plasma par spectroscopie d'émission optique, spectrométrie de masse),
  •  D'une centrale d'acquisition permet d'enregistrer les différents paramètres: température, débit, pression, tension, fréquence …
  •  D'analyses de surfaces (voir page « analyse et essais »)

    • Essais d’usure et de frottement

    Les équipements de la plateforme de tribologie du CRITT MATÉRIAUX INNOVATION , de niveaux de complexité variables, permettent l'évaluation des propriétés en usure et Frottements de matériaux et produits Finis pour divers domaines d'activités. Nous sommes équipés :

  • De deux Scratch test : test de la rayure instrumenté pour l’analyse de la résistance des couches minces et de leur niveau d’adhésion au substrat, aux échelles micro et nanométriques
  • D’un abrasimètre Taber® : test de résistance à l’abrasion des surfaces (normes ISO 7784-2, ASTM D 4060, ASTM F 1978)
  • De tribomètres Pion-disque : pour la mesure des coefficients de Frottement et de l’usure des matériaux dans différents milieux :
    ◦ Standard, pion ou bille disque, de l à 20N
    ◦ Haute température, jusqu’à 800°C, del à 20N
    ◦ Forte charge à mouvements multidirectionnels, jusqu’à S00N (norme ASTM F 732)
  • De Simulateurs d’usure pour implants articulaires hanche, genou, … (normes ISO 14242 & 14243).
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    Plus d'infos
    Certification

    Avec ces équipements, associés à ses nombreux moyens de caractérisation de surface, le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION se propose d'accompagner vos projets de développement de nouveaux matériaux, traitements de surface ou de validation comparative en préservant des conditions d'essais réalistes et en Facilitant la mise en œuvre et les délais de réalisation des études.

    Une partie de ces essais peut se faire sous accréditation COFRAC (ISO/CEI 17025). Vous en trouverez le détail ici

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    Exemples d'applications Fermer
    Zoom sur quelques équipementsFermer

    Veille technologique et réalisation d’états de l’art

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    Abonnements à des revues spécialisées

    Abonnement à plusieurs revues scientifiques spécialisées dans les domaines de compétences du CRITT MATÉRIAUX INNOVATION.
    Ces revues sont lues et dépouillées par les techniciens et ingénieurs du CRITT MATÉRIAUX INNOVATION qui maintiennent ainsi leurs compétences à jour et identifient les nouveaux développements susceptibles d’intéresser ses clients.

    Base documentaire et données techniques spécialisées dans le domaine des matériaux

    Accès aux « Techniques de l’ingénieur » ainsi qu’à la collection complète des « ASM Handbooks ». Ces encyclopédies sont riches de données techniques sur les procédés et les matériaux.

    Accès aux serveurs de banques de données

    Accès à des serveurs de banques de données, qui permettent d’interroger plusieurs centaines de banques de données spécialisées (bibliographiques, données techniques, annuaires,…).

    Outil de recherche et d’analyse des brevets

    Outil professionnel permettant d’interroger directement les banques de données brevets de l’Office Européen des Brevets (EPO) ainsi que de l’Office Américain des Brevets (USPTO), d’en extraire l’information pertinente par rapport à une thématique donnée, de l’analyser et d’organiser ensuite sa surveillance.

    Ne limitez pas votre veille uniquement aux moteurs de recherche sur internet.

    Accompagnement au montage et à la conduite de projets R&D, ainsi qu’à la recherche de financement

    Accompagnement des demandes spécifiques

    Le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION peut vous accompagner dans vos projets de développement grâce à un service personnalisé combinant ses différentes compétences :

    – L’identification de vos besoins ou problématique(s)

    – La recherche de solutions grâce à nos nombreuses bases de données et outils de veille (cf.ci-dessus)

    – La réalisation de tous types d’analyses et d’essais sur mesure à l’aide du parc d’équipements dont le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION dispose.

    Accompagnement à la recherche de financement

    Aide au montage d’un dossier de financement

    Crédit Impôt Recherche (CIR) et Crédit Impôt Innovation (CII)

    En tant que Centre de Ressources Technologiques (CRT), le CRITT MATÉRIAUX INNOVATION bénéficie de l’agrément au titre du Crédit Impôt Recherche et du Crédit Impôt Innovation.

    Le CIR est une aide de réduction fiscale calculée en fonction des dépenses de Recherche & Développement de votre entreprise et destinée à encourager la recherche et l’innovation technologique.

    Le CII est une aide accordée sous forme de crédit d’impôt calculée sur la base des sommes engagées en faveur « du design, de conception de prototypes ou installations pilotes de nouveaux produits » et seules les PME au sens européen du terme peuvent en bénéficier.

    Ainsi, cet agrément permet à nos clients développant des activités de R&D de réduire le coût de certaines prestations confiées au CRITT MATÉRIAUX INNOVATION sous réserve de leur éligibilité.

    © 2024 CRITT MI – Tous droits réservés – Mentions légales

    9 rue Claude Chrétien, Campus Sup Ardenne, Bâtiment D, 08000 Charleville-Mézières | 26 Rue Lavoisier, Pôle Technologique de Champagne, Bâtiment A, 52800 Nogent

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