Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article présente une synthèse de l'utilisation applicative des mousses métalliques, à des stades d'industrialisation variés, depuis le prototype jusqu'à la production de grandes séries. Il décrit les principaux domaines d'emploi et les fonctions spécifiques apportées par les mousses métalliques. Il intègre notamment les matériaux constitutifs, les structures, les particularités, ainsi que des notions de coût de ces produits.
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This article reviews the different applications of metallic foams, at various industrialization stages, ranging from prototype to mass industrialization. It describes the main areas of use and the specific functions provided by the metallic foams. It includes the constituent materials, structures, specific features, and some product cost considerations.
Auteur(s)
-
Yves GAILLARD : Ingénieur École Supérieure de Fonderie (ESFF) - Ingénieur projet, Centre Technique des Industries de la Fonderie (CTIF), Sèvres, France
INTRODUCTION
Les mousses métalliques s’inscrivent dans le groupe des matériaux cellulaires et partagent, de ce fait, certaines de leurs applications fonctionnelles. De nombreux articles de presse présentent régulièrement ces produits comme innovants et prometteurs, souvent en évoquant l’argument de leurs bonnes caractéristiques physiques malgré leur remarquable légèreté.
Dans la réalité, les mousses métalliques existent depuis près d’un siècle, mais ne sont pas encore très développées industriellement, principalement à cause de leurs coûts relativement élevés, ainsi que de la maîtrise restée longtemps imparfaite de leurs procédés de fabrication. Ces procédés ont beaucoup évolué et atteint maintenant leur maturité ; ils peuvent actuellement prétendre à une maîtrise globale des structures des mousses métalliques produites. De ce fait, les applications potentielles de ces matériaux séduisants sont très nombreuses et variées.
L’article dresse, dans un premier temps, un tableau de la situation actuelle et précise l'avancée des développements industriels des mousses métalliques. Il aborde également l’important problème technico-économique concernant les mousses métalliques industrielles et propose des ordres de grandeurs de coûts.
Ensuite, les principaux domaines dans lesquels les mousses métalliques sont actuellement déployées ou potentiellement utilisables (crash, balistique, échanges thermiques ou électriques, isolation phonique/vibratoire, design, médical) sont déclinés, avec présentation de l’intérêt de l’emploi de ces produits par rapport aux solutions existantes. Pour chaque utilisation applicative, les domaines industriels concernés sont précisés et des exemples de prototypes et de réalisations industrielles proposés.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
applications mousses métalliques protection thermique électrique médical test de crash fabrication de batteries d'accumulateurs
KEYWORDS
applications | metallic foams | protection | heat exchange | electrical | medical | crash test | batteries production
DOI (Digital Object Identifier)
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Applications électriques
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7. Médical
Le domaine médical utilise essentiellement des mousses à structure ouverte, principalement à base de titane ou de tantale, en utilisation pour implant.
7.1 Intérêt des mousses
Les mousses métalliques ont l’avantage sur le matériau de base de permettre une porosité ajustable et maîtrisable au niveau de la taille, voire de la forme des cellules. Il est ainsi possible de prévoir et régler les résistances mécaniques de l’insert, de choisir les paramètres de cellule favorisant la colonisation par l’os naturel.
L’intérêt de l’implant par rapport aux techniques de greffes d’organe naturel est de ne pas nécessiter de traitement immunosuppresseur, par contre l’implant s’intègre généralement moins bien, d’où l’importance de la biocompatibilité du matériau utilisé pour fabriquer la mousse. La porosité permet d’envisager, par cheminement à travers les cellules ; un traitement médicamenteux, la surface de la mousse métallique pouvant être préparée afin de favoriser son intégration dans l’organisme. Enfin, la structure de la mousse et sa rugosité empêchent le déplacement de l’implant.
HAUT DE PAGE7.2 Domaines industriels concernés
Le principal domaine concerné est la fabrication de prothèses et d’implants qui concurrence les procédés existants. L’avancement dans ce domaine est réel et outre la commercialisation effective d’implants en mousse, les protocoles de chirurgie sont déjà en place.
HAUT DE PAGE7.3 Exemples d’implants in vivo et ex vivo
Les développements implants sont très abondants et variés. De nombreuses applications sont finalisées et proposent des implants industrialisés, ainsi que les protocoles chirurgicaux correspondants.
Les principaux implants utilisant des mousses métalliques concernent :
-
la colonne vertébrale ;
-
le domaine dentaire ;
-
les articulations :
-
hanche,
-
genoux,
-
cheville.
-
La...
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Médical
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ASHBY (M.F.), EVANS (A.G.), FLECK (N.A.), GIBSON (L.J.), HUTCHINSON (J.W.), WADLEY (H.N.G.) - Metal foams : a design guide - Boston : Butterworth-Heinemann (2000).
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(2) - BANHART (J.) - Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams - Progress in Materials Science 46 pp., 539-632 (2001).
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(3) - IFAM - * - . – Cellmet new, http://www.metalfoam.net/cellmet-news_2006-1_net.pdf (2006).
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(4) - BANHART (J.) - Industrialisation of Aluminium Foam Technology - Proceedings of the 9th International Conference on Aluminium Alloys (2004).
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(5) - DAIRON (J.), GAILLARD (Y.), TISSIER (J.-C.), BALLOY (D.), DEGALLAIX (G.) - Parts Containing Open-Celled Metal Foam Manufactured by the Foundry Route : Processes, Performances, and Applications - Advanced Engineering Materials, Special Issue : Cellular Materials Volume 13, Issue 11, 1066-1071 (2011).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Site référent :
Revendeurs de mousses métalliques :
http://www.goodfellow.com/catalogue/GFCatalogue.php?Language=F
http://www.krreynoldscompany.com/Duocel-Data-Sheet-s/46.htm
http://www.tomo-e.co.jp/e/product/functional/aluminiumfoam.html
http://www.stylepark.com/fr/alcarbon/alporas-ac-nature
Fournisseurs de panneaux sandwich intégrant des mousses métalliques :
http://en.metalfoam.de/metalfoam/
http://www.isotechinc.com/foamed-aluminum.htm
http://fr.made-in-china.com/co_chinabeihai/product_group_Aluminum-Composite-Panel_ugnsusssss_1.html...
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