Réduction de l'usure grâce à des coefficients de frottement des surfaces adaptés

Les possibilités offertes par les surfaces structurées sont énormes. Elles donnent de la valeur ajoutée aux produits, les rendant plus compétitifs. Sirris se base sur une série de cas pour vous en montrer le potentiel en partant des besoins des différents secteurs. Ce premier cas concerne l'approche de l'usure des composants dans l'industrie manufacturière via des textures.

De nombreux produits dérivent une grande partie de leurs propriétés fonctionnelles de la façon dont leurs surfaces interagissent avec leur environnement. Ces caractéristiques varient d'un secteur à l'autre. Par exemple, les entreprises manufacturières produisent toutes sortes de composants, allant des biens de consommation aux machines et aux voitures, qui sont sujets à l'usure due au frottement. Pour traiter ce frottement, le coefficient de frottement peut être ajusté à la demande via des textures ou réduit via des revêtements. Dans ce blog, nous parlons de textures.

Coefficients de frottement sur mesure

L'usure des pièces a un impact majeur sur la durée de vie et l'efficacité des machines. Une cause possible de cette usure est le frottement entre les composants mobiles. Celui-ci peut être réduit en appliquant une texture à la surface de frottement. Un frottement contrôlé, qui est souhaitable pour certaines applications, est également possible.

Les composants dans une vaste gamme d'applications, y compris les voitures, les véhicules agricoles, les avions et les machines, souffrent souvent d'usure. Cette usure est l'un des facteurs les plus importants pour déterminer la durée de vie et l'efficacité de ces machines, et donc aussi leur coût. Un facteur déterminant ici est le coefficient de frottement d'une surface : plus ce coefficient est élevé, plus il y a de frottement entre les deux surfaces et donc plus il y a d'usure dans le temps.

Il est donc très important de réduire les coefficients de frottement dans les composants qui se déplacent les uns par rapport aux autres. Les roues dentées en sont un excellent exemple, de même que les portées de roulement des axes et les rails de guidage. Une application technique spéciale, pour laquelle on veut pouvoir contrôler le coefficient de frottement au lieu de le réduire, et atteindre un certain comportement dynamique, sont des TVC. Ces transmissions fonctionnent par frottement entre deux disques, et ce frottement déterminant à son tour le comportement de la voiture.


Mesure 3D d'une texture à faible frottement (à gauche) et vue de dessus de cette texture (à droite)

L'utilisation de textures permet à la fois de réduire les coefficients de frottement et de les commander. Les lasers pulsés ultrarapides (fs, 10-15s) sont très intéressants à appliquer, car ils réalisent un traitement laser "à froid" : aucune chaleur n'est introduite dans la pièce, et aucune zone de fusion avec des fractures n'est formée. Cette propriété est extrêmement importante dans les composants fréquemment chargés de manière cyclique. Les lasers femtosecondes peuvent également être utilisés parfaitement dans des matériaux durs (acier durci, métaux durs ou céramiques) et peuvent même être utilisés dans ou par des revêtements, quelle que soit la nature de ces revêtements.


Force de frottement pour une surface fraisée et texturée

Les premiers essais chez Sirris indiquent qu'une structure de cavité avec des trous de 200 μm et de 150 μm et une profondeur de 20 μm dans un bain d'huile (comme les engrenages dans un bac d'accélération ou TVC) entraîne une réduction du coefficient de frottement de 75 pour cent. La taille des trous, la distance entre les trous et la profondeur jouent ici un rôle, permettant d'adapter le coefficient de frottement à une application spécifique. Il est même possible de créer des effets de dérapage, par lequel le dépassement d'un coefficient de frottement statique élevé n'entraîne pas automatiquement un coefficient de frottement dynamique inférieur.

Dans un blog ultérieur, nous examinerons comment réduire le frottement et l'usure grâce à l'utilisation de revêtements. Vous souhaitez rester informé de notre gamme de surfaces fonctionnelles ? Inscrivez-vous ici !

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