Tout comprendre au procédé de frittage flash ou SPS

Procédé de frittage flash ou SPS

Le frittage Flash ou frittage SPS (Spark Plasma Sintering)

Un procédé innovant de la métallurgie des poudres

SINTERMAT industrialise un procédé innovant et récent de la métallurgie des poudres : le frittage Flash, aussi appelé frittage SPS pour Spark Plasma Sintering.

La métallurgie des poudres regroupe plusieurs techniques : le moulage par injection de poudres métalliques (MIM), la compression isostatique à chaud (HIP), la fabrication additive, …

Le frittage Flash consiste à agglomérer des poudres sous l’effet simultané d’une forte impulsion électrique et d’une charge uniaxiale, et ainsi d’obtenir des pièces de grande résistance et de haute densité.

Grâce à la technique SPS, la densification de poudres et matériaux peut atteindre des vitesses généralement 10 à 100 fois plus élevées que celles des techniques de frittage traditionnelle.

Il permet la synthèse de matériaux massifs, innovants, originaux, à microstructures contrôlées, et ce, pour des coûts modérés.

C’est l’une des seules technologies capable de produire des matériaux avec des microstructures sans grossissement des grains et avec un taux de densification voisin de 100%.

Nous sommes une des seules entreprises de frittage SPS en France.

Quels sont les avantages du frittage Flash ou SPS ?

Des caractéristiques techniques améliorées

Le procédé de frittage Flash permet d'obtenir des matériaux aux caractéristiques techniques inédites :
meilleure résistance, meilleure densité, meilleure dureté, durée de vie allongée, allègement, ...
Il garantit également une stabilité des propriétés à chaud.
La stabilité et le contrôle précis des paramètres confèrent une grande fiabilité et une excellente reproductibilité des pièces.
Ces matériaux haute performance peuvent alors répondre à des exigences pointues : aéronautique, sécurité/défense, santé, automobile, énergie, ...

Un cycle de production rapide

Le frittage SPS est facile à mettre en oeuvre. Quelques grammes de poudre suffisent pour avoir une idée assez précise des conditions de frittage.
Certaines pièces peuvent être produites en moins d'une heure.
Contrairement aux techniques traditionnelles, les étapes de production sont réduites : pré-compaction, frittage et refroidissement.
L'étape d'usinage peut être évitée en fonction de la complexité de la pièce.

Des pièces au design élaboré

Grâce à ce procédé innovant qui permet d'assembler plusieurs matières sans apport d'additif, il est possible d'obtenir des matériaux inédits :
par exemple l'assemblage de céramique et de métal.
L'esthétique unique des pièces et les nombreuses possibilités de personnalisation et d'association offrent une créativité sans limite.

Un produit et une technologie éco-responsables

Le procédé de frittage SPS fonctionne à partir de matières industrielles (métalliques, céramiques, ...) mais également de matières biosourcées (bois, végétaux ...).
L'assemblage de matériaux de natures différentes s'effectue sans apport de matière, sans ajout d'additif.
Le nombre d'opérations de fabrication couteuses en énergie est réduit.
Une consommation au juste besoin de la matière première grâce à une production "Near Net Shape" voire "Net Shape".
Le chauffage et le refroidissement sont maîtrisés pour réduire l'empreinte environnementale.
Le matériau obtenu redevient matière première et cela dans un cycle vertueux infini (économie circulaire, recyclage).

De la poudre aux matériaux : comment fonctionne le frittage SPS ?

Le procédé de frittage Flash compacte les poudres dans un moule en graphite en leur appliquant une pression uni-axiale de l’ordre de 200 mégapascals.

Le moule et la poudre sont traversés par de très courtes impulsions de courant électrique de forte intensité. Le moule et l’échantillon peuvent atteindre des températures jusqu’à 2400°C et des rampes jusqu’à 1000°C par minute.

Sous l’effet de la pression, la matière se condense pour générer des pièces compactes nanostructurées aux caractéristiques améliorées : des matériaux augmentés.

Le frittage SPS fonctionne sur de nombreux types de matériaux : matériaux conducteurs, matériaux magnétiques, métaux, polymères, céramiques, composites, biomatériaux, … De plus, il permet de créer des pièces assemblant plusieurs matériaux : des composants multi-matériaux.

Le procédé est idéal pour réaliser des pièces aux formes complexes telles que des dents, cannelures, profils et formes non axisymétriques pouvant être produites directement à partir d’outils sans usinage.

Des matériaux inédits

Un savoir-faire unique

La poudre de matériaux est obtenue après broyage. SINTERMAT transforme ensuite la poudre en blocs (ou galettes) par frittage sans ajout de liants ou d’additifs et en maîtrisant le chauffage et le refroidissement. Cette technologie permet d’obtenir des matériaux plus résistants, plus légers et éco-responsables.

Poudre

Galette

Pièce finie

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Vous souhaitez proposer des produits innovants et des matériaux uniques à vos clients ? Vous souhaitez améliorer vos pièces ? Vous souhaitez recycler vos chutes de production ? N’hésitez pas à prendre contact pour envisager un projet en frittage flash.