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Auteur(s)
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Jacques MARCHAL : Ancien directeur technique de Buras Seramoise
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L’électroformage est une pratique industrielle définie comme étant la fabrication ou la reproduction d’empreintes ou d’électroformes produites par un dépôt électrolytique d’un métal sur un mandrin, ou modèle de bain, qui est ensuite séparé du dépôt (démoulage). Ce procédé reproduit les dimensions et l’état de surface des mandrins avec une définition à l’échelle de l’atome. Il permet de réaliser des moules pour des pièces allant des pignons de tachymètres jusqu’à des pièces de structures aéronautiques.
Peu de métaux sont électroformés (nickel, cuivre, or…). Le nickel est de loin le plus utilisé à cause de sa bonne tenue mécanique et de sa résistance à la corrosion et à l’usure. Cet article décrit les opérations d’électroformage avec utilisation de bains de nickel. Développé dans les années 1950, l’électroformage offre aujourd’hui la possibilité de fabrication d’outillage pour la transformation des matières plastiques.
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3. Technologie de l’électroformage (en bain de nickel)
3.1 Contraintes dans le dépôt
Rappelons qu’un dépôt électrolytique se constitue par une juxtaposition d’atomes métalliques. Ce réarrangement donne naissance à des forces internes. Ces forces sont mesurables et exprimées en unité de pression. Cette pression est dénommée contrainte résiduelle ou contrainte interne. Cette pression peut s’exercer en direction du mandrin, le comprimant (compression) ou vers l’extérieur tendant à tirer le mandrin (traction) (figure 6).
Ces forces sont mises en évidence en mettant comme cathode (pôle – ) dans un bain électrolytique une lamelle de métal comportant un point fixe A (figure 7).
Si le bain donne un dépôt avec des contraintes de compression, la lamelle s’éloigne de l’anode. Si le bain, donne un dépôt avec des contraintes de traction, la lamelle se rapproche de l’anode. C’est le principe des appareils de mesure des contraintes internes des dépôts électrolytiques.
L’utilisation d’une jauge de contraintes à lames (figure 8) est simple et rapide à mettre en œuvre. La lecture des mesures est précise et fiable.
Un autre appareil bien connu est le contractomètre de Brenner Senderoff (figure 9).
La connaissance des contraintes dans les dépôts pendant l’électrolyse est très importante. Elle permet d’indiquer si le dépôt répond aux exigences d’électroformage. Ces mesures s’effectuent avant toute mise au bain des mandrins pour vérifier l’état et le réglage du bain d’électrolyse et au moins une fois pendant l’électroformage pour prévenir les dérives et afin de réagir rapidement. Des contraintes comprises entre ± 10 MPa sont préconisées.
La mesure des contraintes dans les dépôts réalisés dans les bains au sulfamate de nickel a permis d’établir les paramètres ayant une action sur la valeur de ces contraintes et de comparer ces valeurs avec d’autres caractéristiques des dépôts.
HAUT DE PAGE3.2 Influence des paramètres du bain sur les contraintes
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