Mousses métalliques

Un matériau innovant aux performances hors normes en dissipation et échange thermique, absorption de choc et de vibrations, allègement, distillation…

Innovation métallurgieVous êtes un industriel à la recherche de nouveaux matériaux métalliques. Les mousses métalliques régulières CastFoam® sont la réponse à votre besoin pour des applications telles que :

  • L’absorption d’énergie mécanique (choc, flexion…),
  • L’amortissement de vibrations mécaniques ou acoustiques,
  • L’allègement de structures métalliques,
  • La dissipation de chaleur par convection naturelle ou forcée,
  • L’échange thermique,
  • Le stockage de chaleur,
  • La catalyse,
  • Le design industriel.

La technologie exclusive CastFoam® de CTIF est la solution qu’il vous faut pour prendre un avantage concurrentiel sur vos marchés.

OFFRES ASSOCIEES

  • Le développement et la mise au point de nouvelles structures métalliques ou multi-matériaux conçues pour répondre à vos besoins fonctionnels spécifiques.
  • Un accompagnement pour vous aider à innover en procédés de fonderie et améliorer votre performance industrielle.
  • Un accompagnement pour vous aider à innover en procédés de fabrication additive métallique (impression 3D métal) et améliorer votre performance industrielle.
Les mousses métalliques CastFoam® (aluminium, alliages de cuivre, acier, fonte...) sont capables d'assurer de nombreuses fonctions.
Absorption d'énergie mécanique par choc : Les mousses permettent d’absorber de grandes quantités d’énergie dans un volume réduit. Absorbant les chocs tout en maintenant un niveau d’accélération tolérable pour le corps humain, les mousses contribuent à l’amélioration de la sécurité des automobilistes. De plus, elles assurent leur fonction quelque soit la direction du choc, contrairement à la plupart des crash-box actuels. Mousse métallique dans crashbox Crashbox aluminium Ø14 mm 
Absorption d'énergie mécanique par flexion : Les mousses permettent aussi de supporter des efforts de flexion importants tout en ayant une masse réduite. Dans ce type d’application, elles sont utilisées en complément d’un support plus rigide. Ces structures tirent profit de l’augmentation du module de flexion de l’élément sollicité et permettent d’obtenir de grandes résistances à la flexion pour de faibles épaisseurs des tôles de surface.  Elément tubulaire en mousse métallique Élément tubulaire
Amortissement de vibrations mécaniques ou acoustiques : Les mousses métalliques peuvent être remplies d'un polymère par injection dans les pores. Le matériau composite obtenu peut combiner les avantages des polymères et ceux des matériaux métalliques et concourir à l'amortissement de vibrations mécaniques ou acoustiques. En choisissant correctement le deuxième composant (élastomères en particulier), il est possible d'obtenir un amortissement de qualité. Composite à matrice métallique et âme polymère Composite à matrice métallique et âme polymère
Allègement de structures métalliques : Les mousses métalliques sont un matériau qui apporte certains avantages en allègement par rapport à d’autres solutions : matériaux composites plastiques, structures « lattices » métalliques imprimées en 3D…. Les premiers donnent lieu à des problèmes de décollement ou de dilatation différentielle, les seconds restent très coûteux et confinés à des pièces de petite taille. Les mousses métalliques ne souffrent pas de ces inconvénients. En encapsulant les mousses entre 2 peaux (panneau sandwich), nous avons un matériau dont le cœur a une densité 10 fois moindre que celle de la peau. L'ensemble est alors léger, rigide et peu coûteux à fabriquer.   Panneau sandwich mousse métallique Panneau sandwich
Dissipation de chaleur par convection naturelle : Les mousses composées de pores de grande taille permettent la formation de cellules de convection. Le caractère tridimensionnel et isotrope de la mousse permet d'intensifier les échanges thermiques et d’avoir des performances équivalentes quelle que soit l’orientation du dissipateur.  Mousse métallique sur spot Loupi Spot Loupi DL50
Dissipation de chaleur par convection forcée : Les mousses permettent, à iso-perte de charge, d’obtenir des performances d'échange thermique bien meilleures que des radiateurs à ailettes classiques :
  • La surface d’échange est significativement plus importante,
  • Les brins de la mousse présentent des ruptures de forme qui créent des effets de mélange très favorables aux échanges thermiques.
De plus, elles offrent une résistance aux chocs thermiques, aux hautes températures, à l’humidité, à l’usure et aux cycles thermiques au-dessus de la moyenne.
Flux thermiques dans une mousse métallique Simulation numérique des transferts thermiques 
Echange thermique : Les mousses permettent de concevoir des échangeurs dont les pertes de charges sont plus importantes que dans le cas d’échangeurs à ailettes mais très en-dessous de celles des lits de billes. Par contre, les coefficients d’échange sont proches de ceux des lits de billes et sont nettement au-dessus des ailettes. Les mousses ont donc le meilleur rapport puissance thermique/puissance hydraulique. Mousse métallique et échangeur thermique Échangeur thermique 
Stockage de chaleur : Les mousses permettent de concevoir des solutions performantes de stockage de l'énergie sous forme de chaleur latente (énergie stockée sous forme d'un changement d'état d'un matériau - fusion ou vaporisation). En général, la conductivité thermique des matériaux de stockage est faible. Cette faible conductivité induit une puissance de stockage/déstockage limitée. L'utilisation d'une matrice en mousse d'aluminium permet d'augmenter la conductivité thermique de l'ensemble augmentant la quantité d'énergie stockée dans un temps donné.  Mousse métallique et conduction thermique Simulation numérique de la conduction thermique
Catalyse : Par sa structure connectée et sa bonne conductivité, la mousse métallique assure une meilleure diffusion thermique dans les réacteurs de chimie que celle obtenue par des poudres, des sphères poreuses ou des mousses céramiques. Le gain de conduction obtenu par l’emploi de mousses métalliques, élimine les surchauffes locales et assure un fonctionnement du réacteur plus régulier et plus performant. De plus, les mousses utilisées présentent une porosité très élevée (en général supérieure à 90 %) et offrent, de ce fait, des passages de fortes sections qui induisent des pertes de charges assez faibles. Garniture pour colonne à distillation Garniture pour colonne à distillation
Design : Les mousses donnent de nouveaux degrés de liberté pour les créateurs et designers. Mousse métallique et design Table à l’accueil de CTIF à Sèvres (92)
CTIF a développé depuis plus de 10 ans un savoir-faire unique au monde de production de pièces de fonderie en mousse métallique à structure ouverte. Ce savoir-faire est protégé par 3 brevets et plusieurs enveloppes Soleau. En 2011, ces travaux ont été poursuivis sur les structures stochastiques et régulières. Les travaux sur les mousses métalliques régulières ont montré un potentiel industriel supérieur du fait de la très grande reproductibilité du procédé de fabrication. Les travaux de CTIF, menés sur des aciers, des fontes, de l'aluminium et du cuivre, ont permis :
  • De modéliser et comprendre :
    • L’influence de la morphologie des mousses sur leurs propriétés fonctionnelles (thermique et crash),
    • L’infiltration et la solidification d’un métal liquide au travers d’un réseau poreux,
  • D'en déduire des conceptions de structures maximisant l’échange thermique et l’absorption d’énergie mécanique,
  • De développer une boîte à outils permettant de concevoir et dimensionner une pièce contenant de la mousse et son système de remplissage et de masselottage,
  • De concevoir, réaliser et qualifier fonctionnellement des démonstrateurs et analyser leur viabilité technico-économique.
A la lumière de ces résultats, CTIF a développé un certain nombre d'applications avec des partenaires industriels dans différents domaines de l'industrie (industrie mécanique, nucléaire, éclairage...).
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  • Le développement et la mise au point de nouvelles structures métalliques ou multi-matériaux conçues pour répondre à vos besoins fonctionnels spécifiques.
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