Traitements de surface : l’IRT M2P acquiert un équipement unique d’application de peintures industrielles

L’IRT M2P renforce son expertise R&D en investissant dans un nouvel équipement sur son site de Duppigheim (Bas-Rhin). Cette plateforme, initiée sous l’impulsion du projet IMPACT en partenariat avec SAFRAN Aircraft Engines, répond aux exigences industrielles aéronautiques en termes d’application de peintures grâce à un équipement innovant offrant des caractéristiques techniques uniques et représentatives des conditions réelles d’application de peintures en environnement industriel.
 

Cette plateforme pilote est constituée d’une cabine de peinture entièrement automatisée et représentative des contraintes liées à l’échelle industrielle. Elle se distingue principalement par son contrôle indépendant et extrêmement précis en température et en hygrométrie. Elle est capable de réguler le taux d’humidité entre 40 et 60%HR (à +/- 5%) indépendamment de la température, qui peut être régulée entre 16°C et 35°C (à +/- 2°C) pour des conditions atmosphériques extérieures comprises entre 5°C-80%HR et 29°C-50%HR. Cette spécificité en fait un équipement unique pour l’étude complexe des nouveaux procédés de peinture automatisés en milieu extrême et permet de définir une plage d’utilisation optimale, en s’affranchissant des contraintes environnementales extérieures.

Trois modes de régulation (pompe à engrenage, pompe à piston et débitmètre US) assurent l’application de peinture de faible à haute viscosité, avec un suivi en temps réel de la viscosité du produit, du mélange en broierie jusqu’à sa pulvérisation. De plus, deux postes indépendants de distribution (pour des peintures solvantées et/ou des peintures hydrodiluables) permettent d’assurer l’application de systèmes duplex sans opérations chronophages de changement de produit, par exemple, dans le cas de l’application d’un primaire d'adhérence suivi d’une finition. Cet équipement est équipé d’un robot 6 axes IRB 5510 permettant de traiter avec précision des pièces technologiques jusqu’à 1m20 de longueur, pour une application intérieure et extérieure (intérieur de tube). 
 

La plateforme dispose également d’un module de cuisson pouvant atteindre 500°C à raison d’un temps de chauffe de 1 à 10°C par minute, ainsi que d’un module de projection de médias de différentes natures : ferreux, non ferreux ou encore des médias innovants type céramique pour des applications de grenaillage et de sablage. Enfin, le moyen de contrôle et de caractérisation non destructif ENOVASENSE, équipé sur le robot de projection de peinture, permet de mesurer rapidement (sur des zones internes ou externes) et sans contact l’épaisseur du revêtement après application de peinture sur film humide et sec.

Des solutions personnalisées de l’application à la caractérisation des peintures

Notre plateforme de revêtements de peinture de l’IRT M2P est conçue pour répondre à 3 types de besoins : 

• L’étude des limites du process : ici, des conditions extrêmes sont simulées grâce à la régulation indépendante en hygrométrie et en température de l’environnement pour observer les limites de l’application de produits polymériques et définir ainsi des plages idéales d’utilisation. Cela inclut également un accompagnement à l’industrialisation de peinture, à la qualification d’application de peinture, qu’elles soient à matrice organique ou inorganique et sur tout type de substrat et la mise au point de l’application d’une peinture définie.
• L’étude de la robotisation d’application de peinture : l’IRT M2P est en mesure d’organiser des ateliers pilotes d’essais et de démonstrateurs pour les fabricants d’appareillages et d’équipements de peinture ainsi que des démonstrations des équipementiers et assembleurs robotiques. Les fabricants de peinture peuvent également être accompagnés dans la démonstration ou l’évaluation de l’applicabilité de leurs produits. 
• Qualification de peinture :  les moyens internes de caractérisation de l’IRT M2P permettent la caractérisation de la peinture liquide (profils rhéologiques, extrait sec, etc.) ainsi que la caractérisation structurelle (imagerie au Miscroscope Electronique à Balayage, Spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie EDX, profilomètrie optique, etc.) ainsi que fonctionnelle (brouillard salin, adhérence, résistance aux fluides, etc.). 

Tout industriel (donneur d’ordre, fabricant, sous-traitant, etc.) peut accéder à cette infrastructure au travers de prestations sur-mesure ou de projets de R&D. Elle est également accessible à la location pour une durée définie en vue de mener des travaux de R&D de manière totalement indépendante.

Le projet IMPACT (Industrialisation en Milieu automatisé d’une Protection REACH-compliant pour Arbres de Compresseur et de Turbine) est le premier cas d’application s’appuyant sur cette plateforme.
Son objectif est de développer un revêtement respectant la réglementation REACH et comportant les mêmes capacités fonctionnelles que la solution à base de chrome VI utilisée actuellement, à savoir une protection anti-corrosion sacrificielle à haute température et une résistance accrue aux déformations mécaniques.
IMPACT couvre le revêtement fonctionnel mais également les étapes en amont de la préparation de surface et en aval afin de pouvoir optimiser, caractériser et comprendre ces différentes étapes. 8 partenaires industriels et académiques sont actuellement engagés dans ce projet pour un montant de 5,8 millions d’euros sur une durée de 5 ans.

Une expertise complète pour répondre aux problématiques du traitement de surface

Cette nouvelle plateforme d’application de peinture vient compléter les équipements de traitements et revêtements de surface de l’IRT M2P pour le développement de nouveaux procédés, l’amélioration des performances des matériaux et des revêtements actuels. L’IRT M2P est désormais capable de proposer une gamme complète de solutions innovantes dans le domaine des traitements de surface, de la préparation des pièces métalliques à l’application de revêtements fonctionnels ou esthétiques et dans le respect des normes environnementales en vigueur et des contraintes HSE (Hygiène - Sécurité - Environnement).

Depuis son installation sur le site de Duppigheim en 2014, l’IRT M2P a investi 4 millions d’euros pour le développement et la modernisation de ses infrastructures technologiques en traitement de surface. 
En 2019, dans un contexte d’accroissement des projets de R&D en partenariat avec plus de 110 industriels, l’IRT M2P entreprend une rénovation complète de ses équipements. 
 

Les lignes de traitement, équipées et instrumentées pour réaliser de la R&D, sont conçues et aménagées dans un environnement représentatif des contraintes industrielles. Les cuves, quant à elles, sont harmonisées et désormais modulaires. Elles offrent alors une plus grande contenance (jusqu’à plus de 600 litres) afin de pouvoir traiter des pièces de taille plus importante et représentative de la réalité.

Un robot applicatif est intégré pour les procédés particuliers tels que les revêtements sol-gel, les traitements par aspersion et le polissage chimique, électrolytique et plasma de certaines pièces métalliques issues de fabrication additive. Une rénovation du réseau eau / air a été réalisée avec la mise en place d’un laveur de gaz permettant de filtrer et de récupérer par un système d’extraction les vapeurs corrosives issues des bains de traitement. 

Un laboratoire d’analyse et de caractérisation assure la préparation métallographique des pièces avant caractérisation (par analyse microscopique en surface ou en coupe de revêtements par exemple),mais aussi différentes techniques (mesures de dureté, analyses par diffraction des rayons X, analyse de le composition chimique par EDX au MEB…) et l’analyse chimique régulière des bains (via différentes techniques de dosage pour vérifier les concentrations en réactifs, les teneurs en polluants, l’acidité ou l’alcalinité des différents électrolytes étudiés). L’IRT M2P dispose ainsi d’une ICP-AES, d’un spectrophotomètre UV-visible ou encore de postes d’électrochimie pour des analyses plus détaillées des bains. La formulation et la composition de certains bains de traitement s’appuie sur les compétences et l’expertise chimique d’INEOSURF, filiale de l’IRT M2P créée en 2016.

Aujourd’hui, les activités de traitement de surface par voie humide de l’IRT M2P concernent principalement le secteur aéronautique, l’automobile et la défense. Cela représente 78 groupes industriels engagés dans 15 projets pour un budget cumulé de plus de 28 millions d’euros. 
Les expertises et équipements technologiques de l’IRT M2P sont accessibles pour tous les secteurs d’activités et type de société (start-ups, PME, industriels, grands groupes) et offrent une large gamme de solutions allant de la prestation, de la simple étude de faisabilité à la preuve de concept jusqu’à des projets de R&D de plus grande envergure.