TEMISTh développe des plaques froides personnalisées en impression 3D mais également avec d’autres technologies innovantes tel que le Friction Stir Welding (FSW).
Une plaque froide, ou plaque à eau, est un dispositif permettant de gérer en température une source de chaleur sur une surface plane. En fonction des exigences de résistance à la pression et de performances thermiques, le liquide s’écoule à travers une simple canalisation ou une structure complexe. Elles sont généralement utilisées pour refroidir de l’électronique de puissance, électronique de contrôle, des capteurs, pour gérer la température d’une batterie ou encore d’un banc d’essais.
Le soudage par friction malaxage (FSW) est un procédé de soudage à “froid”, c’est à dire à l’état solide, qui consiste à assembler deux pièces en les mettant dans un état pâteux à l’aide d’un pion en rotation. Ce procédé a été breveté en 1991 par The Welding Institute (TWI).
Le procédé FSW est bien adapté au soudage des alliages d’aluminium et de cuivre en assurant l’étanchéité de la circulation du liquide. TEMISTh a donc choisi cette technologie pour répondre aux problématique de management thermique de ses clients depuis 5 ans et a intégré l’outil de production depuis 2022 avec la collaboration de STIRWELD.
Vous pouvez retrouver une vidéo expliquant une fabrication de plaque froide ici.
Avantages des plaques froides FSW
FSW permet d’obtenir une couverture étanche et solide pour la plaque froide. Différents alliages peuvent être soudés comme l’aluminium des séries 2000, 6000 et 7000 mais aussi d’autres alliages comme l’AlSi7 utilisé dans la fabrication additive. Avec le FSW nous pouvons améliorer les points suivants:
- Piloter les performances thermiques
- Hautes performances avec possibilité de souder de l’aluminium et du cuivre
- Canal simple ou structure complexe
- Ajustement la chute de pression (pertes de charges)
- Résistance à la haute pression (jusqu’à 200 bars)
- Niveau d’étanchéité élevé (1e-7 Pa.m3/s avec de hélium)
- Personnalisation du design et de l’intégration
- Réduction des coûts de R&D
- Maturité et répétabilité du procédés pour l’industrailisation
- Production du prototype jusqu’à 1000 pièces
Faire appel à nos services signifie:
- Avoir une expertise conjointe en thermique et en fabrication
- Bénéficier d’un développement d’une solution personnalisée
- Travailler avec une équipe créative et hautement qualifiée en simulation numérique, en conception 3D
Nos moyens
- Un bureau d’étude disposant de capacités informatiques et d’outils de simulation thermique, mécanique et de fabrication tels que ANSYS Fluent et Mechanical
- Une tête FSW développée par la société innovante bretonne STIRWELD
- Un centre d’usinage numérique HAAS VF4
- Un système de gestion des déchets métalliques
Notre bureau d’étude réalise des modélisation FEA (Finite Elements Analysis) en mécanique afin de prédire les pressions maximales que peuvent supporter les plaques froides.
Quelques exemples de réalisations
Une série de 300 pièces pour une application spatiale répondant à de fortes contraintes :
- Planéité et allègement de la pièce
- Étanchéité hélium (4 bars – 10e-7 Pa.m3/s)
Notre travail a permis au client de réduire le cout de la production en série.
L’exemple ci-dessous montre une plaque comportant plusieurs zones de chauffage et donc plusieurs types d’inserts permettant d’extraire les calories. La zone de petite dimension, à gauche, prévoit des inserts denses permettant d’évacuer un flux de chaleur équivalent à un IGBT. La zone à droite comprend des inserts de plus faibles densité pour, par exemple, refroidir de l’électronique de contrôle.
Autres exemple de plaque de grande taille pouvant servir de support structurel pour le refroidissement de batterie.
Des développements en cours : La R&D au cœur de nos acitivtés
Un des enjeux majeurs sur les plaques est la réduction de l’épaisseur de celle-ci. En effet, la masse et l’encombrement sont des contraintes importantes dans tous les systèmes embarqués où les dissipations de chaleur sont de plus en plus denses. L’image ci-contre montre une simulation CFD d’une plaque froide faisant moins de 4mm d’épaisseur. L’image ci-dessous montre sont premier prototype.
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