Carbure de silicium
Le carbure de silicium est, avec la céramique d’alumine, l’un des matériaux céramiques les plus performants et les plus appréciés pour les applications industrielles hautement technologiques. Ses caractéristiques physiques et mécaniques le rendent unique pour de nombreuses applications dans différents secteurs, de la métrologie à l’automobile, jusqu’à l’aérospatial. Mais qu’est-ce qui rend ce matériau si spécial et quand faut-il l’utiliser ?
Les caractéristiques techniques du carbure de silicium
Le Groupe Microplan travaille deux types différents de carbure de silicium, le SiC et le Si-SiC ; tous deux sont des matériaux possédant d’excellentes caractéristiques physiques et mécaniques : dureté, rigidité, faible poids spécifique et très faible coefficient de dilatation linéaire sont les principales caractéristiques qui permettent leur utilisation dans des applications critiques.
Ce matériau offre également une excellente stabilité thermique, une caractéristique qui permet de réaliser des composants très précis également pour des applications en température.
Carbure de silicium SiC
Le carbure de silicium fritté (SiC) est particulièrement apprécié pour son faible poids spécifique et sa rigidité élevée, ainsi que pour son coût plus avantageux et sa plus grande facilité d’usinage par rapport au Si-SiC. Le processus de frittage donne naissance à un matériau présentant une légère porosité, néanmoins compatible avec les applications pneumostatiques les plus critiques. Ce matériau est particulièrement adapté à la réalisation de composants tels que les axes Z pour machines de mesure ou de composants pour machines exigeant une exactitude élevée et de fortes dynamiques.
Carbure de silicium SiSiC
Le carbure de silicium SiSiC est obtenu par un processus d’infiltration de silicium métallique dans une préforme poreuse de SiC.
Ce processus produit un matériau composite constitué de SiC et de silicium libre, obtenant une combinaison extrêmement performante de caractéristiques physiques et mécaniques. Ce matériau est l’un des rares matériaux usinables présentant des caractéristiques capables de garantir des composants extrêmement rigides, précis et légers, avec une porosité fermée et une excellente stabilité thermique, tels que des axes Z pour machines de mesure ou des composants pour machines exigeant une exactitude élevée et de fortes dynamiques, ainsi que des composants pour le marché des semi-conducteurs.
Le carbure de silicium pour les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT)
Le SiC et le SiSiC sont souvent utilisés pour la réalisation de composants de machines à mesurer tridimensionnelles (MMT), tels que traverses et colonnes, axes X et Z, grâce aux propriétés techniques et mécaniques de ces matériaux :
Rigidité élevée :
elle permet d’atteindre des dynamiques machine élevées sans renoncer à l’exactitude et à la précision.
Faible dilatation thermique :
le coefficient de dilatation linéaire du carbure de silicium est très faible et permet de minimiser les erreurs de mesure dues aux variations thermiques de l’environnement.
Légèreté :
elle réduit les masses mobiles, améliorant la dynamique et réduisant les forces nécessaires au fonctionnement de la machine.
Porosité fermée :
elle permet la réalisation de composants avec des surfaces « miroir » et des rugosités très faibles, idéales pour les applications pneumostatiques.
Conductivité thermique élevée :
elle facilite la dissipation de la chaleur.
Ces caractéristiques contribuent à améliorer l’exactitude et la précision des mesures des machines à mesurer CMM/MMT.
Le carbure de silicium SiC et SiSiC pour de nombreux secteurs industriels
Grâce à leurs propriétés physiques et mécaniques, les produits en carbure de silicium SiC et SiSiC sont utilisés dans de nombreux secteurs, notamment :
Métrologie :
Les instruments de mesure pour les contrôles géométriques, tels que règles, équerres et parallélépipèdes réalisés dans ce matériau, garantissent des performances aux plus hauts niveaux, en offrant une stabilité géométrique maximale, une résistance à l’usure extrêmement élevée et un poids permettant une manipulation simple. Tout cela se traduit par des instruments hautement précis, fiables et durables.
Industrie des semi-conducteurs :
il est particulièrement apprécié pour la réalisation de composants devant travailler en salles blanches, grâce à sa porosité fermée. Sa stabilité thermique élevée permet également d’associer l’exactitude même dans des applications en température.
Secteurs aérospatial et médical :
réalisation de composants de précision pour applications critiques nécessitant des matériaux aux performances mécaniques et thermiques élevées.
Industrie électronique et des semi-conducteurs :
réalisation de composants et de systèmes avec une dynamique élevée et des exactitudes élevées.
Usinage de haute précision du carbure de silicium
L’usinage de précision du carbure de silicium exige des compétences spécifiques, des machines et des équipements de haute technologie.
Ce matériau est en effet très dur et fragile, et son usinage nécessite souvent des outils spécialement conçus, ainsi que des machines dotées de solutions techniques ciblées.
Grâce à d’importants investissements hautement technologiques, le Groupe Microplan se distingue comme un partenaire fiable pour les projets nécessitant des usinages de précision sur matériaux céramiques.
Grâce à nos compétences et à notre capacité de production, nous sommes en mesure de fournir :
Usinage mécanique de composants en carbure de silicium :
perçage, fraisage, rectification, rodage et assemblage de plusieurs pièces pour la réalisation de composants avec des longueurs jusqu’à 5000 mm, idéaux pour machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et autres applications métrologiques.
Production sur mesure :
réalisation de composants personnalisés en carbure de silicium SiC et SiSiC, conçus selon les spécifications requises ou les exigences du Client.
Production d’instruments de mesure :
réalisation d’instruments de mesure en carbure de silicium SiC et SiSiC pour le contrôle dimensionnel, tels que règles, équerres, parallélépipèdes et cylindres, particulièrement utilisés comme masters de référence dans les laboratoires d’étalonnage.
Avantages spécifiques du carbure de silicium SiC et SiSiC
Quels sont, plus précisément, les motifs pour lesquels de nombreuses industries préfèrent le carbure de silicium à d’autres solutions techniques pour leurs applications de haute précision ? Voyons-les en détail :
Dureté élevée
L’un des matériaux usinables avec une dureté proche de celle du diamant, avec une très haute résistance à l’usure.
Haute résistance à la corrosion
Le carbure de silicium est pratiquement inattaquable par les acides et les alcalis, idéal pour les applications dans lesquelles l’utilisation de produits chimiques est prévue.
Excellente stabilité thermique
Caractéristique fondamentale pour le maintien de l’exactitude et de la précision des produits dans les processus de production en température.
Faible coefficient de dilatation thermique
Caractéristique qui le rend idéal pour les masters dimensionnels et les composants pour machines de mesure
Faible poids spécifique
Caractéristique qui le rend parfait pour les applications associant fortes dynamiques et hautes exactitudes et précisions
Porosité fermée
Caractéristique qui permet, grâce au rodage, d’obtenir des surfaces avec des rugosités très faibles et des planéités très poussées, comme par exemple des miroirs ou des masters de planéité.
Produits Microplan en carbure de silicium
Pourquoi choisir le carbure de silicium pour vos applications ?
Si votre entreprise recherche un matériau à hautes performances pour des applications nécessitant rigidité, exactitude, faible coefficient de dilatation linéaire et stabilité thermique, le carbure de silicium, SiC et SiSiC, est l’un des matériaux les plus indiqués.
Grâce à ses excellentes propriétés physiques et mécaniques, le carbure de silicium est largement utilisé dans des secteurs avancés tels que la métrologie, les semi-conducteurs, les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et les machines optiques.