Mousses métalliques : un amortisseur de choc
L’absorption d’énergie de nos mousses métalliques :
Résultats d’absorption de choc de nos mousses métalliques
Courbe pour une variation de porosité entre 75% et 95%
Les matériaux architecturés de type mousses métalliques présentent un comportement à la compression bien particulier. L’intérêt pratique d’un tel comportement réside dans le fait que l’énergie extérieure fournie pour comprimer le matériau est absorbée en garantissant un niveau de contrainte contrôlé. En effet, tant que la mousse n’est pas complètement comprimée, le niveau de contrainte est relativement constant. On peut alors utiliser ce palier pour protéger (homme, matériaux sensibles équipement électronique, système mécanique, …), en le calant sur la limite supportable en force ou en décélération.
Les facteurs qui pilotent la forme des courbes de nos mousses métalliques
Quels sont les facteurs qui pilotent les formes de ces courbes ?
Le facteur principal est évidemment le matériau constitutif de la mousse métallique (aluminium, fonte, acier, INOX, cuivre …). En effet le méta-matériau mousse, constitué d’une grande partie de vide et d’une petite partie de métal (5 à 20 %), est très dépendant des caractéristiques mécaniques de la partie métal, notamment de ses capacités de déformation.
Lors de la compression d’une mousse métallique, les brins se déforment, au fur et à mesure de la compression, jusqu’à ce qu’ils se touchent dans la phase finale de densification.
Nos mousses métalliques possèdent des avantages concurrentiels non négligeables comme :
• La répétabilité de la structure dans les 3 dimensions = maitrise de la performance en absorption.
• Outil de prédiction et de calcul de comportement permettant de simuler numériquement le comportement de nos mousses afin de proposer une solution « sur mesure ».
• Nos blocs de mousses peuvent être assemblé par soudage sans limite
• Utilisation d’un procédé de fonderie qui est éprouvé et fiabilisé
• Proposition possible de différents matériaux pour un meilleur ratio performance/ prix
• Gain de prix important pour des grandes séries de pièces
• Le matériau « NéoLATTICE » est homologué nucléaire et déjà testé en vraie grandeur
Quelques applications développées pour différents marchés de la protection des chocs grâce aux mousses métalliques
Amortisseur de choc pour centrales nucléaires
Des tests grandeur nature ont été réalisés et permettent aujourd’hui au Groupe GRIMS composés de fonderies aluminium, de proposer des produits propres industrialisés dans ses usines. Des blocs sont aujourd’hui en série et répondent au besoin d’amortissement de choc à haute intensité du marché nucléaire.
Amortisseur de choc pour l’automobile
CONCEPT CAR CITROEN AIRCROSS 2015 intègre des mousses métalliques en aluminium sur le bas des portières. Une protection contre les chocs latéraux assurée auparavant par des panneaux de polyuréthane. Le constructeur a été convaincu par les tests menés avec le Groupe GRIMS.
Alliance de légèreté, résistance, conductivité, porosité et esthétique permet à ce procédé d’être adapté aux exigences des industriels qui ont besoin de caractériser tout nouveau matériau avant une production en série. Le savoir-faire de GRIMS permet de produire des mousses métalliques constituées d’un réseau de trous au diamètre contrôlé. Cela n’est pas le cas qui n’est pas le cas des panneaux de mousses d’aluminium par injection d’air, déjà employés dans le monde de l’architecture.
Une structure absorbant très bien les chocs et dont sa production utilise un procédé industriellement mature. De nombreux atouts faisant de la mousse métallique NéoLATTICE une innovation industrielle de choix pour la production de crash box pour des véhicules automobile de série.
Protection anti-blast
D’autres applications sont en cours de développement comme la protection anti-blast de véhicules blindés ou de bâtiment à risque.
Le Groupe GRIMS a identifié les applications de « protection des biens et des personnes » comme un axe important de son développement industriel et commercial de mousses métalliques régulières NéoLATTICE.
Nos mousses métalliques permettent d’obtenir un compromis performance / poids dans la mesure où un dimensionnement précis est structurellement garanti (cellules répétables) et dès lors qu’un procédé de mise en oeuvre robuste et répétitif, de nature industrielle, permet l’obtention d’un produit qualitativement optimisé.
En comparaison avec les procédés de mise en œuvre de mousses stochastiques sont en effet peu robustes (variabilité volumique de la structure) et ne garantissent pas des performances mécaniques constantes et reproductibles (anisotropie 3D, mauvaise répétabilité d’une pièce à l’autre, inconstance des caractéristiques mécaniques).
