Le contexte
La très grande majorité des noyaux magnétiques des composants et machines en électrotechnique sont constitués de tôles isolées et assemblées sous la forme de paquets de tôles. Ces derniers sont ensuite assemblés à nouveau pour former le noyau ou le circuit magnétique d’un composant de machine, avec différentes géométries possibles.
Aujourd’hui, les procédés d’assemblage sont de trois types principaux : le soudage métal-métal, le sertissage (avec des barreaux passant à travers des trous ou sur les bords) et l’enrubannage (à l’aide de cerclage métallique ou de bandes ou rubans isolants).
Le procédé HST (« Hybrid Stacking Technology ») est une technique écoresponsable d’assemblage mais aussi de désassemblage d’un arrangement de plusieurs tôles métalliques isolées les unes des autres. Il est basé sur le procédé de soudage hybride utilisant un laser à impulsions ultra courtes (USPL) pour une première étape dite de texturisation des surfaces, suivie d’une étape de recuit pour joindre le paquet de tôles avec une bande isolante apposée sur les rives.
Le procédé fournit à ce jour les meilleures performances connues pour les procédés d’assemblage : niveau d’isolation sans court-circuit entre tôles, limitation des vibrations sans délaminage, isolation d’avec les autres éléments (bobines, culasses, ), préservation des propriété magnétiques (pas d’augmentation des pertes), limitation des barrières thermiques, assemblage/désassemblage possible et automatisable pour la séparation et la réutilisation des matières.
Les avantages compétitifs
- Économie d’énergie : réduction possible des pertes fer après assemblage jusque 10% grâce à l’étape de texturisation laser.
- Contrôle des vibrations : Le procédé d’assemblage hybride permet d’optimiser la conception afin de minimiser les vibrations, le bruit et les risques de délaminage.
- Analyse du cycle de vie assemblage + désassemblage : Le procédé HST fournit une éco-conception partielle qui facilite aussi bien l’assemblage écoresponsable que le désassemblage avec séparation des matières et sans émissions ni rejet de polluants.
- Analyse du cycle de vie revêtement et ré-utilisation : Les tôles revêtues récupérées peuvent être au besoin nettoyées, revêtues à nouveau puis réutilisées sans dégradation de leurs performances magnétiques.
- ACC réduction du coût global : l’économie d’énergie et l'analyse du cycle de vie conduit à une réduction significative du coût global (retour sur investissement inférieur à 5 ans).
Les infos-clé du brevet
Applications
- Composants magnétiques: inducteurs, inductances, transformateurs de tension,
et de courant - Machines électriques : moteurs et générateurs
- Noyaux, culasses et circuits magnétiques
- Procédés d’assemblage et désassemblage
- Paquets de tôles isolé(e)s.
Marchés
Le marché des aciers électriques bénéficie d’une croissance internationale d’environ
8% par an. La marché global des procédés laser également (environ 13.9 milliards de dollars en 2022, prévision de 24.1 milliards de dollars en 2030).
Partenariat
Fabricants de noyaux, circuits magnétiques et composants ou machines intéressés par l’éco-conception de leurs produits.
Propriété intellectuelle
Brevet européen PAT2609572EP00
Stade de développement : TRL5-6
Validation en environnement représentatif / Démonstration en environnement pertinent
