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AMA : des métaux plus résistants, plus élastiques, plus durs et biocompatibles

Publié le 16 octobre 2018 par Patrick RENARD
Source : Vulkam
Outil de dentisterie en AMA.

La start-up Vulkam a développé une gamme de nouveaux Alliages Mécaniques Amorphes (AMA) : des métaux uniques, réalisés sur mesure, qui présentent des caractéristiques mécaniques hors normes. Cerise sur le gâteau : les AMA offrent d'excellentes propriétés de mise en forme. 

Les alliages métalliques industriels ont tous un point commun : ils ont une structure cristalline dans laquelle les atomes sont organisés. Cette structure cristalline peut présenter un avantage mais impose également des limitations en termes de propriétés ou de mise en forme.

Les AMA ou Alliages Métalliques Amorphes, également appelés métaux amorphes ou verres métalliques, constituent une alternative à cette structure cristalline. Dans ces nouveaux métaux, les atomes présentent une répartition aléatoire. Cette particularité, couplée aux formulations chimiques uniques des AMA, leur confère des propriétés hors normes.

Start-up française issue de plus de 15 années de recherche sur les AMA, Vulkam a déjà mis au point plusieurs alliages à base de zirconium, de cuivre, de titane, d’hafnium… Ils répondent à des besoins de résistance mécanique, d’amagnétisme, de tenue environnementale, de biocompatibilité… Suivant leurs formulations, ils sont adaptés à la fabrication d’outillages chirurgicaux, de pièces micromécaniques transmettant des efforts, de micro-ressorts, d’implants, de composants micro-fluidiques…

En dépit des différences relatives à leur formulation, les métaux amorphes présentent certaines caractéristiques communes telles que :

  • une résistance mécanique inégalée : certains AMA proposés par Vulkam sont plus de deux fois plus résistants que les alliages de titane ;
  • une déformation élastique (réversible) particulièrement importante : Vulkam indique un taux de déformation de l’ordre de 2 %, soit deux fois plus que les meilleurs alliages industriels pour ressorts ;
  • une dureté élevée : résistance à l’usure et aux rayures. Certains de ces matériaux sont trois fois plus durs que l’acier inoxydable ;
  • l’amagnétisme ;
  • la biocompatibilité ;
  • la résistance à la corrosion ;
  • et bien d’autres propriétés sur mesure.

Des propriétés de mise en forme étonnantes

Ces nouveaux matériaux offrent également des propriétés remarquables en termes de mise en forme. A l’état liquide, tous les métaux présentent une structure désordonnée car les atomes changent de place en permanence. C’est lors de la phase de refroidissement rapide du métal liquide dans un moule que la cristallisation peut être évitée et que la structure amorphe est obtenue. Il en résulte une structure aléatoire de type liquide dans le métal durci.

Du fait de cette absence de transformation de phase au cours du moulage, il n’y a pas de contraction volumique pendant la solidification et le métal amorphe se conforme à la cavité du moule avec des précisions comparables à la précision de fabrication du moule. Par conséquent, la pièce moulée bénéficie d'une précision géométrique et d'un état de surface équivalents à ceux du moule et aucune opération de post-moulage n’est nécessaire pour obtenir les tolérances dimensionnelles désirées. On est en présence d’une pièce « brute de moulage » directement aux cotes et présentant les propriétés exceptionnelles des AMA.

A noter que Vulkam a développé la technologie et les machines uniques qui permettent d’élaborer la matière à partir de métaux purs, puis le micro-moulage des pièces en AMA. L’entreprise propose donc une prestation allant de l’optimisation de la matière jusqu’à la production des pièces finales.


www.vulkam.com

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