Le rayonnement synchrotron révèle les secrets du soudage
Un progrès pour l'industrie des piles et des puces grâce à une précision inédite
Un groupe de recherche international dirigé par le Fraunhofer ILT rend visible l'invisible grâce au rayonnement synchrotron. Leurs découvertes permettent d'affiner les processus de production de batteries, de microélectronique et de construction légère.
Le travail des métaux sous un autre jour
À l'Electron-Synchrotron allemand (DESY) de Hambourg, l'équipe "Laser Meets Synchrotron" - dirigée par Fraunhofer ILT et RWTH Aachen - mène des recherches rigoureuses sur le comportement de fusion, la formation de pores et les défauts dans les processus de soudage. Grâce au rayonnement synchrotron, ils peuvent observer les capillaires de vapeur et les flux de matière fondue en temps réel, à l'échelle du nanomètre.
Des systèmes optiques et des caméras à grande vitesse permettent de réaliser des vidéos à une vitesse pouvant atteindre 50 000 images par seconde. Pour obtenir des contrastes plus marqués, des particules de tungstène sont même ajoutées afin de mieux révéler la dynamique des matériaux.
Pour la première fois, les capillaires de vapeur et les flux de matière fondue dans les processus de soudage ont été visualisés en direct et en haute résolution. Il s'agit d'une première technologique avec des applications dans la production de batteries et la microélectronique - des domaines actuels et socialement pertinents.
De l'expérience ésotérique à la percée industrielle
Avec plus de 700 expériences en une semaine et un volume de données de 50 téraoctets, les chercheurs transforment des données de mesure brutes en informations intelligentes. Celles-ci aident les entreprises de secteurs tels que l'e-mobilité, l'aérospatiale et la microélectronique à affiner les paramètres de soudage, à éviter les erreurs de matériaux et à valider de nouveaux alliages ou composés.
La combinaison aluminium-titane ou cuivre-aluminium, par exemple, est essentielle pour obtenir des composants plus légers mais très performants. La visualisation par contraste de phase permet de détecter et d'éviter rapidement les fissures dues aux contraintes et les courts-circuits.
De nouveaux modèles commerciaux grâce à l'interprétation intelligente
L'équipe se concentre non seulement sur la mesure, mais aussi sur la compréhension : des logiciels spécialisés analysent le comportement des matériaux avec une précision militaire. La transformation des big data en smart data crée de nouveaux modèles commerciaux, permettant aux producteurs de développer des matériaux adaptés à leur application.
