L'alimentation des vols électriques : Chemical etching in metallic bipolar plate manufacturing

Au cœur de chaque système de pile à hydrogène se trouve la plaque bipolaire, un composant de haute technicité qui régit à la fois la conductivité électrique et la gestion des fluides. Bien que plusieurs procédés de fabrication existent pour produire des plaques bipolaires, la découpe photochimique se distingue comme une méthode polyvalente, précise et évolutive, parfaitement adaptée aux exigences spécifiques du vol électrique.

L'aérospatiale devient électrique - et évolutive

Dans l'aviation, le poids est synonyme de performance, mais il en va de même pour le coût et la facilité de fabrication. Si le graphite est traditionnellement privilégié pour son faible poids et sa résistance aux produits chimiques, il est fragile, coûteux et difficile à usiner en grande quantité.

Les plaques bipolaires métalliques, généralement fabriquées en acier inoxydable, en aluminium ou en alliages de nickel, sont plus lourdes en valeur absolue, mais offrent des avantages considérables en termes de coût, de robustesse mécanique et d'évolutivité. Cela les rend de plus en plus intéressantes pour les plateformes de drones et l'aviation commerciale.

Grâce à la gravure chimique, les plaques métalliques peuvent être produites dans des épaisseurs très fines (de 50 microns à 2,5 mm), ce qui permet de réduire la masse globale du système tout en maintenant l'intégrité structurelle, contribuant ainsi à minimiser la pénalité de poids par rapport au graphite.

Les avantages de la découpe chimique pour la fabrication de plaques bipolaires

1. Permettre des conceptions compactes et performantes

Les systèmes de piles à combustible pour les avions électriques exigent des architectures de piles compactes et peu encombrantes. La gravure permet de répondre à cette demande en produisant des caractéristiques de champ d'écoulement très complexes dans des métaux minces. Cela permet aux ingénieurs de réduire la taille des plaques et de maximiser la densité de l'empilement, ce qui est essentiel pour intégrer les systèmes de piles à combustible dans des structures aéronautiques confinées.

2. Pas de distorsion dans les métaux minces

La gravure chimique est un procédé soustractif sans contrainte ni bavure. Contrairement à l'estampage ou à l'usinage, elle ne déforme pas les matériaux fins et ne compromet pas la planéité. Cela garantit une étanchéité constante, une meilleure durabilité et des performances fiables dans des conditions thermiques et de pression variables.

3. Agilité de la conception - Idéal pour la R&D et l'itération rapide

Les développeurs de piles à combustible pour l'aérospatiale ont souvent besoin d'un prototypage rapide et de modifications fréquentes de la conception. La gravure utilise l'outillage numérique, ce qui permet des itérations rapides et rentables sans coûts d'outillage élevés. C'est donc le procédé idéal pour les premières étapes de la R&D et pour l'optimisation continue de la conception.

4. Évolutif pour une production à faible ou à fort volume

La gravure convient aussi bien au développement de prototypes qu'à la production à grande échelle. Elle permet le traitement par lots de plusieurs géométries de pièces, réduisant le coût unitaire à mesure que les volumes augmentent, ce qui en fait une solution prête pour la commercialisation.

5. Polyvalence des matériaux

La gravure est compatible avec une large gamme de matériaux approuvés pour l'aérospatiale, notamment les aciers inoxydables, l'aluminium et les alliages de nickel. Ces matériaux offrent un équilibre entre conductivité, résistance à la corrosion et résistance mécanique, et peuvent être renforcés par des revêtements et des traitements de surface afin d'améliorer les performances dans les environnements riches en hydrogène.

Soutenir l'ensemble du spectre de l'aviation électrique

Chez Precision Micro, nous soutenons un nombre croissant de programmes de piles à combustible dans l'aérospatiale, qu'il s'agisse de développeurs de drones axés sur les vols de longue durée ou de fabricants d'équipements d'origine et de fournisseurs de premier rang qui font progresser la propulsion à l'hydrogène dans la catégorie des mégawatts.

Nos capacités comprennent

• Lignes de découpe chimique automatisées pour une production de plaques bipolaires homogène et à grand volume
• Systèmes accrédités AS 9100 pour une qualité et une traçabilité de niveau aérospatial
• Support technique dédié à l'optimisation de la conception des champs d'écoulement et à la réduction des coûts

Que vous développiez un banc d'essai, un démonstrateur prêt pour le vol ou que vous passiez à la production en série, la gravure chimique peut vous aider à passer à la phase suivante de votre développement.

Conclusion

À mesure que le vol électrique continue d'évoluer, la demande de solutions de plaques bipolaires évolutives, compactes et à hautes performances ne fera qu'augmenter. Les plaques métalliques, produites par découpe chimique, offrent une combinaison puissante de flexibilité de conception, d'efficacité de production et de rentabilité.

Avec des décennies d'expérience dans le soutien à l'innovation aérospatiale, Precision Micro est idéalement placé pour aider votre programme à décoller.

Contactez notre équipe d'ingénieurs pour en savoir plus.