Newsletter N°17 - Fabriquer des petites billes creuses

Parmi les technologies qui seront au cœur des moteurs d’avions et d’automobiles de demain, les vannes à billes magnétiques sont promises à un grand avenir.

Mais pour être plus réactives, ces vannes doivent utiliser des billes de petites tailles, et les plus légères possibles. On retrouve d’ailleurs la même problématique pour les roulements. La solution est simple : utiliser des billes creuses. Or, jusqu’à présent, les industriels ne savaient produire que des billes de petites dimensions pleines. Des chercheurs de l’institut Fraunhofer IFAM, à Dresde, vont leur retirer une épine du pied, grâce à une technologie inédite capable de produire des billes creuses de 2 à 10 millimètres de diamètre, 40 à 70 % plus légères que leurs cousines pleines.

Leur solution ? « Le processus démarre avec des billes de polystyrène maintenues en suspension grâce à un flux d’air pendant qu’on les pulvérise d’un mélange de liant et de poudre métallique », explique Hartmut Göhler, directeur de projet à l’IFAM. Lorsque l’épaisseur de métal déposé sur les billes est suffisante, un traitement thermique débute, au cours duquel tous les composants organiques, le polystyrène et le liant s’évaporent. Ces résidus gazeux s’échappent au travers des pores créés dans la couche métallique ». Ne restent alors que des billes métalliques creuses et poreuses qui sont ensuite frittées à une température juste en dessous de la température de fusion afin de créer une couche de métal homogène. Les billes ainsi obtenues peuvent alors être rectifiées, à condition que la pression soit suffisamment légère pour ne pas les déformer. Selon les spécialistes allemands, il est ainsi possible de réaliser des billes d’épaisseur allant de quelques dixièmes à un millimètre.

L’IFAM a validé son procédé avec de l’acier et envisage de le tester avec du titane et différents alliages.