Nos compétences en matière de recherche et développement

La recherche et le développement chez Plansee jouent depuis un siècle déjà un rôle décisif. En 1921, nous avons commencé par la production du fil fin en tungstène pour les ampoules. Aujourd’hui, nous développons une grande variété de produits. En cela, nous nous sommes fixé un objectif clair : le développement continu de nos matériaux et de nos produits, pour garantir les meilleures prestations à nos clients.

Nous employons sur nos sites en Autriche, en Allemagne, en France et en Chine plus de 100 experts en recherche et développement, qui travaillent avec vous à l’élaboration de solutions sur mesure. La majeure partie des innovations voient en effet le jour grâce à une étroite collaboration avec nos clients ainsi qu’avec nos partenaires scientifiques. Nous avons ainsi développé au fil des ans un réseau mondial de partenaires, de centres de recherche et d’universités, pour propulser nos matériaux vers des performances de très haut niveau.

Un réseau scientifique mondial
Des partenariats de développement avec les clients
Des équipes de recherche et développement sur 4 sites
Un haut degré d’innovation : 930 brevets
Plus d’un siècle d’expérience

Accédez à nos domaines de compétence ici :

Sciences des matériaux
Connaissances technologiques
L’analyse numérique
Fabrication additive

Sciences des matériaux

Nos solides connaissances des matériaux constituent la base de notre travail quotidien. Nos experts développent continuellement les propriétés du molybdène, du tungstène, du tantale et du tungstène composite, pour repousser encore davantage les limites des performances. Nous avons une connaissance très précise du comportement et des performances des matériaux et pouvons ainsi fabriquer des produits extrêmement complexes. Plus de 100 experts en recherche et développement s’occupent au quotidien sur nos sites en Autriche, en Allemagne, en France et en Chine pour optimiser le comportement de nos matériaux au cours des processus de fabrication et d’application. Ils examinent le comportement mécanique, chimique et physique dans nos laboratoires et testent les connaissances acquises lors d’essais concrets en collaboration avec les clients. C'est ainsi que de nouveaux produits et technologies voient le jour en permanence.

Afin d’adapter précisément les matériaux à vos besoins, nous les affinons avec d’autres additifs métalliques et céramiques pour former des alliages ou des matériaux composites. La résistance thermique, la dilatation thermique, la conductibilité thermique, la conductivité électrique, la résistance à la corrosion, la résistance à l'usure, la densité, l'absorption du rayonnement et la pureté sont entre autres, les propriétés que nous employons de manière ciblée en fonction de l’application.

Connaissances technologiques

Lors d’échanges quotidiens avec les clients, à travers les collaborations avec différentes universités ainsi qu’au cours d’entretiens lors de conférences spécialisées, de foires et d’ateliers clients, nous élargissons constamment nos connaissances en matière de matériaux, de technologie et d’applications. Nous apprenons donc tout de vos exigences au regard de nos composants. Nos développeurs et ingénieurs réagissent rapidement à vos avancées technologiques et s’emploient à une mise en œuvre efficace de solutions innovantes des matériaux et des produits.

Nous vous conseillons volontiers dans les domaines suivants :

Métallurgie des poudres
Nous fabriquons nos métaux réfractaires et matériaux composites au moyen de la métallurgie des poudres. Le traitement des poudres est réalisé de manière classique par pressage et frittage. Nous utilisons cependant également des processus de consolidation alternatifs pour nos poudres, tels que :
- Le pressage à chaud
- Le pressage isostatique
Technologie de mise en forme
Nous développons constamment des technologies de mise en forme, afin d’adapter avec précision nos produits à vos exigences. Pour ce faire, nous ne modifions pas seulement les dimensions des produits de base, mais définissons également les propriétés mécaniques à travers l'adaptation des étapes de déformation et les traitements thermiques. Cela nous permet, entre autres, de donner à nos produits le degré nécessaire de stabilité thermique, de dureté et de résistance au fluage.

La conception des technologies de mise en forme repose sur des connaissances élémentaires et théoriques. L’adaptation des propriétés des produits est cependant entre nos mains : Afin d’obtenir les meilleures propriétés pour différentes applications, nous travaillons intensément au développement continu de nos processus.

Pour un développement et une amélioration des processus encore plus efficaces, nous avons recours à plusieurs méthodes de simulation. Apprenez-en davantage à ce sujet dans la section de l'analyse numérique.
Techniques d'assemblage
Pour lier le molybdène et le tungstène ou avec d’autres matériaux, des technologies d'assemblage spécifiques sont nécessaires. Grâce à notre expérience décennale et notre avancée dans le domaine de la technologie d'assemblage, nous savons avec précision quel procédé est le plus adapté à chaque application.

Pour nos matériaux, nous employons les technologies d'assemblage suivantes :
- Le brasage :
  Cette technologie nous permet d’assembler nos matériaux entre eux, mais également avec d’autres matériaux tels que les métaux et les matériaux en céramique : notamment pour les anodes tournantes à rayons X, qui sont constituées de composants en molybdène et en graphite, qui sont assemblés l'un à l'autre par brasage ou pour les cibles de pulvérisation.
- Le soudage :
  Les mêmes matériaux sont souvent soudés ensemble. Cela permet un assemblage ponctuel de composants complexes et ne nous impose aucune limite thermique. Selon les pièces à assembler et les exigences en termes de liaison par accouplement de matière, différents procédés de soudage par fusion sont employés, avec ou sans matériaux d’apport. Outre le procédé de soudage TIG, le soudage par faisceau laser est également utilisé comme procédé hautement automatisé.
- Assemblage par diffusion :
  Lorsque l’assemblage comporte des exigences spéciales, l'assemblage par diffusion peut être une solution. Lors de ce procédé, les pièces à assembler à des températures élevées sont pressées l’une contre l’autre nettement en-dessous du point de fusion. Il en résulte une liaison par accouplement de matière à travers la diffusion des métaux. Ce procédé est par exemple adapté aux liaisons plates ne nécessitant aucun matériau additionnel.
- La technologie de coulée arrière :
  Pour certaines de nos applications, nous assemblons le molybdène et le tungstène avec le cuivre. Cela est réalisé au moyen de la technologie de coulée arrière et offre d’important avantages, tels qu’un parfait assemblage thermique, mécanique et sans soudure.
La technologie de surface
Vos applications posent différents défis au niveau de la surface de nos produits. Grâce à l’utilisation de diverses technologies, que nous maîtrisons parfaitement en raison de notre expérience de longue date, nous obtenons les meilleurs résultats pour vos surfaces. Nous utilisons :
- Le traitement mécanique
- Le traitement chimique par voie humide
- Les revêtements

L’analyse numérique

De nombreuses applications représentent également pour nos produits un immense enjeu technique. Ils doivent résister à des températures de processus toujours plus élevées ainsi qu’à des charges extrêmes, tout en ayant une durée de vie maximale.

Des méthodes de calcul numérique nous aident déjà au cours de la phase de planification à analyser le comportement ultérieur de nos composants. Une équipe dédiée d’experts en calcul s’assure que nos composants en métaux réfractaires répondent de manière fiable aux exigences de nos clients tout au long de leur durée de vie. Des procédés de simulation sont par exemple utilisés lors de la conception des composants dans des fours à haute température.

Un exemple : Un de nos clients veut charger un support de charge avec des composants ayant un poids total de 20 tonnes et appliquer aux composants un traitement thermique à de hautes températures, supérieures à 1250 °C. Les supports de charge jusqu’à lors disponibles ne supportent pas de telles conditions. Ce cas est clairement fait pour nous : lors de nos calculs thermo-mécaniques, nous avons étudié plusieurs adaptations du design et avons finalement réalisé un nouveau produit avec le client.

Nous apportons notre aide également en termes de transmission de puissance. Grâce à la bonne combinaison de matériaux et à la bonne géométrie, nous sommes en mesure d’améliorer le comportement au rebond de contact tulipe et donc de nettement réduire la formation d'arcs.

Les méthodes de calcul numérique dans les domaines de l’analyse par éléments finis, la méthode des volumes finis et la méthode des éléments discrets ainsi que notre savoir-faire en matière de métallurgie des poudres, technologie de mise en forme, technique de revêtement et d'assemblage permettent de développer à moindre coût des groupes de composants fortement sollicités. Par exemple, lors du développement d’anodes fixes et tournantes dans les dispositifs de radiographie, de buses à canal chaud pour la production de plastiques, de systèmes de chauffage pour la production de LED, de composants pour la production de verre saphir pour l’optique laser ou la technologie des semi-conducteurs, ou également pour votre produit.

Grâce à nos analyses numériques, les applications de nos clients sont donc moins onéreuses ou avant tout réalisables.

Fabrication additive

Grâce à ce procédé de fabrication, nous réalisons des composants en construisant couche après couche votre structure en 3D. Il est ainsi possible de fabriquer monolithiquement des composants en 3D complexes au moyen de données CAO extrêmement précises, excluant un assemblage en plusieurs parties.

La matière première utilisée est la poudre métallique : en fonction du procédé, avec ou sans auxiliaires d’impression organiques. Selon le matériau, mais également la taille et les exigences relatives au composant, différents procédés d’impression sont utilisés :

Les métaux réfractaires bruts peuvent être imprimés de préférence à travers une consolidation directe sur lit de poudre. Pour ce faire, on utilise le laser ou le faisceau d’électrons à haute énergie pour faire fondre directement la poudre métallique de régions bien déterminées et construire ainsi le composant couche par couche : Ces procédés portent le nom de LPBF (Laser Powder Bed Fusion, fusion laser sur lit de poudre) ou de EBM (Electron Beam Melting, fusion par faisceau d'électrons).
Les matériaux composites tels que les alliages en métaux lourds ou bien le WCu et le MoCu peuvent également être traités au moyen de procédés de fabrication additive alternatifs. Ici aussi, une poudre métallique alliée ou mélangée en conséquence est utilisée comme matière première. Contrairement aux procédés sans liants LPBF ou EBM, on utilise cependant des auxiliaires organiques tels que les liants, pour produire ledit compact vert. Il existe une vaste palette de procédés de fabrication se basant sur des auxiliaires organiques et chaque procédé n'est pas adapté à chaque matériau et à chaque composant.

Outre la pure fabrication de composants à partir de nos matériaux, nous utilisons également d’autres matières, pour améliorer nos produits ou les fabriquer. Il est ainsi possible d’imprimer par exemple des masquages réutilisables pour des procédés de revêtement ou de protéger contre l’oxydation des assemblages complexes avec des buses à gaz protecteur spécialement développées et imprimées. En utilisant diverses technologies de fabrication additive, nous contribuons ainsi au progrès de modules de matériaux haute performance toujours plus complexes.

Contact

Nous sommes à votre disposition pour toute question concernant nos prestations dans le domaine de la recherche et du développement :

Arno Plankensteiner
Head of Corporate Research and Development
+43 5672 600 2229