Comment améliorer la découpe des métaux « gommeux » ? Les innovateurs de l'Université Purdue ont trouvé une réponse et leurs découvertes peuvent aider à fabriquer des produits et à réduire les défaillances de composants.

Les chercheurs ont précédemment montré que l'application d'un marqueur permanent ou Sharpie, la colle ou le film adhésif facilitaient la découpe des métaux comme l'aluminium, aciers inoxydables, nickel, cuivre et tantale pour applications industrielles. Le marquage de la surface métallique à usiner avec de l'encre ou un adhésif a considérablement réduit la force de coupe, laissant une coupe nette en quelques secondes. Maintenant, ils ont découvert comment ces films produisent l'effet.

"Nous avons constaté que vous n'avez besoin que du film organique des marqueurs ou de la colle pour avoir une molécule d'épaisseur pour qu'il fonctionne, " dit Srinivasan Chandrasekar, Professeur Purdue de génie industriel. "Ce film ultra-mince permet d'obtenir plus de douceur, coupes plus propres et plus rapides que les procédés d'usinage actuels. Il réduit également les forces et l'énergie de coupe, et améliore les résultats de la fabrication dans des secteurs tels que le biomédical, énergie, défense et aérospatiale."

La recherche est publiée dans Avancées scientifiques . L'étude implique une collaboration entre des chercheurs de Purdue, Université d'Osaka (Japon) et l'Institut indien des sciences (Inde).

Si une amélioration significative peut être apportée à l'usinabilité des métaux ou alliages gommeux, c'est à quel point ils coupent, percer ou meuler - il est alors possible de réduire le coût des produits, améliorer leurs performances ou permettre des conceptions de produits nouvelles et améliorées.

Les chercheurs ont trouvé, utilisant des films monocouches organiques créés par auto-assemblage moléculaire, que la longueur de la chaîne moléculaire et son adsorption à la surface du métal sont essentielles pour réaliser ces améliorations. En utilisant les "bonnes" molécules organiques, le métal est localement fragilisé d'où un usinage amélioré.

"Nous apprenons également grâce à notre découverte comment les facteurs environnementaux influencent la défaillance des métaux, " dit Anirudh Udupa, auteur principal de l'étude et chercheur à la Purdue's School of Industrial Engineering. "Alors que nous déchiffrons comment les films moléculaires organiques améliorent l'usinabilité de ces métaux, meilleure est également notre compréhension des défaillances courantes liées à l'environnement dans les métaux, comme la fissuration par corrosion sous contrainte, fragilisation par l'hydrogène et fragilisation par les métaux liquides."

Les innovateurs de Purdue ont collaboré avec le Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization pour breveter cette technologie.