+ 2020 PEMEC – Pollisage électro-mécano-chimique

Le secteur de la mécanique de précision a de plus en plus besoin de surfaces fonctionnelles caractérisées par des niveaux de rugosité faibles, voire polies miroirs, et des tolérances de forme précises. En particulier, les surfaces brutes peuvent être très rugueuses notamment si le procédé de production choisi est la fabrication additive. A ceci il convient d’ajouter le fait que les pièces fabriquées obtenues par des procédés additifs ont souvent des formes complexes issues d’optimisation topologique, ce qui rend impossible l’utilisation de procédés classiques de polissage utilisant des abrasifs rigides (meulage, toilage, rectification).

Le LTDS et le CETIM ont eu l’idée de combiner l’action d’un procédé abrasif fluide (la tribofinition) avec l’action d’un procédé électro-chimique et répond à une préoccupation prioritaire du marché de la fabrication additive pour lequel il n’existe aucune solution technologique à ce jour.. Ce nouveau procédé, pour lequel une demande de brevet a été déposée en février 2019, se dénomme PEMEC (Polissage Electro-MEcano Chimique).
La première idée est tout d’abord de combiner une action mécanique (abrasion) qui va œuvrer à la réduction de la rugosité à l’échelle des médias abrasifs, avec une action chimique (dissolution anodique) qui va œuvrer à la réduction de la micro-rugosité (brillance) à l’échelle des molécules d’acide.
La deuxième idée porte sur un effet de synergie issue de la combinaison de ces deux mécanismes d’enlèvement de matière. Ainsi l’action chimique permet d’atteindre des zones exigües dans lesquels les médias abrasifs sont moins efficaces. A contrario, l’action mécanique permet de rompre (rayer) les couches de passivation générées par la réaction chimique, ce qui garantit une activité du matériau, constante dans la durée. La synergie entre les deux mécanismes actions permet de passer d’une surface rugueuse (Ra≈9μm) à une surface polie (Ra≈0.2μm) en moins d’une heure ce qui constitue un record aussi bien du point de vue du ratio de réduction de rugosité, que de la durée pour l’obtenir.

Ce nouveau procédé innovant, dont la preuve de concept a été faite sous forme de maquette de laboratoire, est en cours de Fiches pré-études_PEMEC_Avril_2020 financé par CARATS, l'action fédératrice Carnot pour la filière de la Mode et du Luxe. A côté de ces développements technologiques, ce nouveau procédé a besoin d’approfondissements scientifiques. Le projet va chercher à mener une étude de sensibilité aux paramètres du volet mécanique (abrasion) et du volet chimique (dissolution anodique), ainsi qu’une étude l’interaction entre ces deux jeux de paramètres physico-chimiques. Ces études, réalisés sur le nouveau banc d’essai, permettront de développer un know-how solide permettant d’établir les plages optimales d’utilisation du procédé PEMEC pour un grand nombre de matériaux et de surfaces fonctionnelles.

Découvrez le projet en vidéo :