Thèse CIFRE Procédés injection céramique (H/F) - IMP Lyon

Description de l'offre

Saint-Gobain , leader mondial de l'habitat, conçoit, produit et distribue des matériaux de construction en apportant des solutions innovantes sur les marchés en croissance des pays émergents, de l'efficacité énergétique et de l'environnement. Saint-Gobain est une maison accueillante, sûre et ouverte sur le monde, dans laquelle on entre pour un parcours.

Fort de plus de 58 000 collaborateurs répartis dans 48 pays, le Pôle Matériaux Innovants de Saint-Gobain propose un portefeuille unique de solutions haute technologie et à forte valeur ajoutée pour l’habitat et l’industrie. Il est un acteur mondial de premier plan dans le domaine des Matériaux Haute Performance (céramiques, polymères, abrasifs et tissus de verre) et des produits verriers à destination des marchés du bâtiment et des transports, dont l’automobile.

Situé à Cavaillon dans le Vaucluse, près d’Avignon, le Centre de Recherche et d’Etudes Européen, Saint-Gobain CREE étudie et caractérise une large gamme de produits de haute technologie, allant des réfractaires utilisés dans les fours verriers et industriels, jusqu’aux matériaux à architecture contrôlée, en vue d’applications dans des domaines tels que l’énergie, l’environnement et l’habitat (applications thermiques ou mécaniques, etc...).

 

L’injection céramique permet de réaliser des pièces complexes avec des géométries en sortie de procédé très proches des dimensions finales souhaitées. C’est ainsi un procédé économique, rapide et fiable pour la production de grande série desservant de multiples applications dans le domaine des céramiques techniques (ex : les connecteurs optiques produits par dizaines de millions par an) ou dans des applications de luxe ou de grande consommation (ex : horlogerie, téléphonie, pièces automobiles…). Cette technologie permet donc d’éviter un usinage dans la masse de pièces complexes à forte valeur ajoutée. Les matériaux céramiques injectés sont principalement de l’alumine et/ou de la zircone ; mais c’est la zircone qui constitue un matériau de choix pour ces applications du fait de ses biens meilleures performances mécaniques et esthétiques.

Le procédé d’injection céramique se décompose en plusieurs étapes.

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Il est tout d’abord nécessaire de réaliser un mélange polymère + poudres céramiques appelé « feedstock » à très fort taux de charge, en général au-dessus de 80-85% massique dans le cas de la zircone.

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Le mélange est ensuite injecté dans des presses à chaud avec un temps d’injection de l’ordre de 0.2-0.3s dans nos applications.

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Une fois la pièce moulée, cette pièce dite « verte » doit être déliantée pour éliminer les polymères qui ont servis de média de dispersion.

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Enfin les pièces à cru sont frittées puis polies selon les applications.

La qualité de la pièce finale obtenue à partir d’un feedstock vient principalement du contrôle des trois étapes clés suivantes : le choix du système de liants organiques, l’injection et le déliantage. Ce contrôle permet d’obtenir des pièces qui ne se déforment pas au cours du procédé afin d’obtenir des tolérances de l’ordre du micron pour les applications les plus techniques.

Cette thèse a pour objectif de comprendre en profondeur les interactions en jeu entre le système polymérique et les poudres dans les différentes étapes du procédé et de lier le contrôle dimensionnel à des observables physico-chimiques.

La thèse sera hébergée sur le site de l’IMP sur le campus de la Doua à Lyon (69). Vous serez amené(-e) à effectuer des déplacements au Centre de R&D Saint Gobain CREE, basé à Cavaillon (84).