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Métaux moussés : Du papier bulle pour l'espace

Foamed Metals

Imaginez un instant que vous construisiez une fusée pour la lune. Nous sommes au milieu des années 1960 et la technologie de votre fusée est soumise à des limites strictes en termes de poids de la charge utile, mais vous avez également des composants structurels qui nécessitent une durabilité capable de survivre au lancement, à l'exposition à des températures sub-cryogéniques et à la rentrée dans l'atmosphère. Ils doivent également être capables d'absorber la chaleur et les contraintes vibratoires, tout en garantissant la sécurité de la cargaison la plus précieuse, vos astronautes.

Dans un monde parfait, vous chercheriez du papier bulle en métal, ou peut-être quelque chose provenant de la zone 51.

Entrer "Métal moussé".

En 1966, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) demande à Ipsen de réaliser une étude sur les matériaux et les méthodes permettant de créer des "métaux alvéolaires pour les applications de lancement et de véhicules spatiaux". 

L'objectif du programme était de produire un métal poreux de densité contrôlée ayant des propriétés prévisibles en utilisant une technique de moussage et de frittage.

En fait, les ingénieurs ont été chargés de tester une variété de métaux, en utilisant une technique de mélange ou d'infusion de différents métaux avec un composé inerte. Ce composé pourrait être enlevé chimiquement, laissant derrière lui des bulles de gaz compressibles qui réduiraient le poids et absorberaient l'impact. En outre, le matériau disposerait d'une plus grande surface pour dissiper la chaleur, tout en réduisant les cycles d'expansion et de contraction lorsqu'il est soumis à des températures variables.

Ipsen a testé les différences entre le moussage du métal fondu, le mélange de métal en poudre avec une suspension moussant les pores, et l'infusion d'air dans une suspension de poudre de métal.

Les métaux testés comprennent l'aluminium, le titane, l'acier inoxydable, l'acier à outils, le nickel et le molybdène, chacun ayant des éléments et des qualités susceptibles de répondre à des besoins différents dans l'avion. Les résultats de leurs essais ont été publiés en 1966 et peuvent être téléchargés sur le serveur de rapports techniques de la NASA (NTRS) à l'adresse suivante https://ntrs.nasa.gov/citations/19660020617.

Les visiteurs du "Learning Café" au Centre d'excellence de la technologie du vide d'Ipsen USA à Cherry Valley, Illinois, peuvent voir les résultats des tests sur le métal expansé exposés. Ces objets ont été fournis par Susan Ipsen, fille de notre fondateur Harold Ipsen.

Aujourd'hui, les métaux moussés sont développés pour créer des blindages anti-balles pour les véhicules armés, ainsi qu'un matériau presque incassable qui combine de l'aluminium moussé, un alliage d'acier, du titane et de la céramique qui est six fois moins dense que l'acier.

Il existe toutes sortes d'applications dans lesquelles la mousse métallique peut améliorer la vie quotidienne des professionnels chargés de l'application de la loi, des manipulateurs de matières dangereuses, des dissipateurs thermiques d'ordinateurs, ainsi que de la sécurité automobile et des structures biomédicales.

En travaillant avec la NASA sur la recherche de l'utilisation de la mousse métallique dans les années 1960, Ipsen représente un innovateur dans la métallurgie moderne, une étape importante dans le développement de technologies qui auront un impact sur notre monde, et au-delà de nos horizons.