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Selective tribological optimisation of fluid kinetics and efficiency by laser surface structuring

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Structurer des surfaces à faible friction pour les systèmes hydrauliques

La micro-structuration a montré sa capacité à améliorer le comportement tribilogique des surfaces, aussi des scientifiques financés par l'UE se sont intéressés aux techniques laser pour réduire la friction entre les pièces mobiles des pompes hydrauliques.

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Pour limiter les frottements et l'usure des systèmes hydraulique, il faut aussi de nouvelles méthodes de fabrication et de nouveaux systèmes laser. C'est pour progresser dans ce domaine que se sont associés des scientifiques experts dans les techniques laser, la préparation des surfaces et la fabrication de composants hydrauliques. Grâce au financement par l'UE du projet STOKES («Selective tribological optimisation of fluid kinetics and efficiency by laser surface structuring»), ils ont mis au point un processus laser pour micro-structurer des surfaces de forme quelconque. Leur but était d'améliorer les performances tribologiques des joints en polymères utilisés dans les pompes hydrauliques. Les scientifiques du projet STOKES ont choisi l'ablation par impulsions laser ultra courtes comme étant la technique de structuration de surface la plus appropriée. Ils ont installé sur une fraiseuse modifiée un laser picoseconde avec un système de guidage du faisceau. Pour contrôler la répartition et l'alignement des structures de surface, ils ont mis au point un logiciel de conception et de fabrication assistées par ordinateur. Les chercheurs ont conduit une série d'études pour déterminer les limites du processus et les stratégies optimales pour diverses formes de microstructure. Ils ont évalué les performances tribologiques de surfaces texturées par laser, sur des échantillons à l'échelle du laboratoire et sur des composants réels. Dans ce but, ils ont mis en place un banc de test reproduisant les conditions réelles d'utilisation de chaque composant. Le but final du projet STOKES était d'appliquer une micro-structuration laser des surfaces, pendant le processus de formage des joints en polymères et des composants métalliques de la pompe. Leur approche permet de structurer par laser la surface des moules de presse, et donc de transférer les résultats depuis le laboratoire jusqu'à la production. Cette méthode améliorera notablement l'efficacité et la durée de vie des pompes hydrauliques, contribuant à la compétitivité des PME européennes dans ce secteur.

Mots‑clés

Friction, tribologique, technique laser, systèmes hydrauliques, cinématique des fluides, structuration de surface, ablation par impulsion laser

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