Caractérisation morphologique de l'usure des freins

Lors du dimensionnement d'un système de freinage, la géométrie de la garniture est modélisée classiquement avec une surface de contact plane. Hors dans la réalité la surface des garnitures des plaquettes présente une morphologie fortement hétérogène et stochastique. Cette hétérogénéité provient, directement de la constitution et du mode de fabrication de ces dernières. De plus, en service, les garnitures de freins s'usent. Les mécanismes d'usures sont complexes et ne seront pas abordés dans cette étude. Il en résulte une modification continue de la surface de la plaquette tout au long de sa vie en service. L'objectif de ce travail était de mettre en place une méthode de caractérisation de l'état de surface des plaquettes de frein. Cette méthode doit permettre de caractériser, la morphologie d'une part à grande échelle (l'échelle de la plaquette) et d'autre part à plus petite échelle (l'échelle de la rugosité). Pour notre étude nous avions à disposition trois jeux de quatre plaquettes utilisées dans le système de freinage du train de roues de devant d'un véhicule. Un premier jeu constitué de plaquettes neuves. Les deux autres jeux sont issus de tests réalisés chez Hyundai Motors. La procédure est inspirée du test standardisé SAE J2521 (Disc and Drum Brake Dynamometer Squeal Noise Test Procedure). Le nombre de freinage est de 400 pour le premier jeu de plaquettes et de 2600 pour le second. Pour la morphologie à grande échelle, nous avons utilisé un système optique à variation de focus (InfiniteFocus, Alicona?) en utilisant un faible grossissement. Cet appareil nous a permis de mesurer la morphologie sur une grande surface : typiquement, une demi plaquette (29 cm²). Cette surface est reconstruite par assemblage d'images avec chevauchement. Cette méthode de reconstruction d'image est appelée ""stitching"". Pour la rugosité à petite échelle, nous avons effectué les mesures sur un interféromètre en lumière blanche (NewView7300, Zygo ?). Un grossissement 5 fois plus important est utilisé. Sur chaque demie-plaquette nous avons mesuré neufs zones de 5x5 mm² constituées chacune de 30X22 images individuelles se chevauchant (méthode de ""stiching""). Les surfaces ont été choisies pour quadriller d'une façon homogène la plaquette.   Les mesures des morphologies réalisées par variation de focus nous ont permis d'accéder aux profils des garnitures des plaquettes de frein. Ces mesures ont également mis en évidence différentes zones morphologiques sur la surface d'une même plaquette. En interférométrie les mesures ont été traités avec le logiciel MesRug. Cette analyse multi-échelle a permis de classer les différentes zones de la plaquette et de ressortir le paramètre de rugosité (norme ISO 25178) caractéristique

Homogénéité des surfaces de pièces obtenues par Fabrication Additive

La fabrication additive par fusion d'un lit de poudre fait partie des technologies prometteuses dans le domaine de l'impression 3D. Appliquée aux matériaux métalliques, elle se présente comme une technologie de rupture pour l'industrie. Cependant, l'état de surface des pièces générées par ce procédé présente un aspect rugueux qui peut impacter la fonction ou l'apparence de la pièce. La littérature fait principalement état de l'influence de l'angle de l'axe de fabrication d'une pièce fabriquée par procédé additif sur son état de surface, alors que les traitements thermiques couramment utilisés ont aussi un impact sur l'aspect de la pièce. Les auteurs se proposent d'identifier les paramètres les plus influents concernant la rugosité d'une pièce obtenue par fabrication additive. Il apparaît que le traitement thermique employé peut engendrer des variations de l'ordre de 5% de l'amplitude de la rugosité initiale. En revanche l'emploi de poudre recyclée peut amener des variations de l'état de surface pouvant atteindre 20% de l'amplitude de la rugosité initiale au sein d'une seule pièce et 12% entre plusieurs séries de pièces supposées identiques, en moyenne sur la série

Surface Texturization of Breast Implants Impacts Extracellular Matrix and Inflammatory Gene Expression in Asymptomatic Capsules:

Background: Texturing processes have been designed to improve biocompatibility and mechanical anchoring of breast implants. However, a high degree of texturing has been associated with severe abnormalities. In this study, the authors aimed to determine whether implant surface topography could also affect physiology of asymptomatic capsules. Methods: The authors collected topographic measurements from 17 different breast implant devices by interferometry and radiographic microtomography. Morphologic structures were analyzed statistically to obtain a robust breast implant surface classification. The authors obtained three topographic categories of textured implants (i.e., “peak and valleys,” “open cavities,” and “semiopened cavities”) based on the cross-sectional aspects. The authors simultaneously collected 31 Baker grade I capsules, sorted them according to the new classification, established their molecular profile, and examined the tissue organization. Results: Each of the categories showed distinct expression patterns of genes associated with the extracellular matrix (Timp and Mmp members) and inflammatory response (Saa1, Tnsf11, and Il8), despite originating from healthy capsules. In addition, slight variations were observed in the organization of capsular tissues at the histologic level. Conclusions: The authors combined a novel surface implant classification system and gene profiling analysis to show that implant surface topography is a bioactive cue that can trigger gene expression changes in surrounding tissue, even in Baker grade I capsules. The authors’ new classification system avoids confusion regarding the word “texture,” and could be transposed to implant ranges of every manufacturer. This new classification could prove useful in studies on potential links between specific texturizations and the incidence of certain breast-implant associated complications

De la lubrification à la pollution : une contribution à l'étude du laminage à froid

Un modèle numérique de laminage de bande d'acier est développé pour permettre l'optimisation d'un laminoir à froid de type multicylindres réversible. Pour alimenter ce modèle, il est indispensable de connaître la rhéologie de l'acier de la bande ainsi que la tribologie du contact bande-cylindre. La rhéologie de l'acier est calculée par les tests classiques de détermination de comportement à la déformation plastique. La tribologie est déterminée à partir d'un test spécialement développé pour le laminage à froid qui est nommé Upsetting Rolling Test. Ce test de frottement permet de reproduire le plus fidèlement possible, les conditions mécaniques du contact bande-cylindre telles que la déformation plastique de la surface de la bande et les contraintes. Pour permettre de corréler le test et le procédé industriel, une relation entre leurs conditions mécaniques de contact est établie à partir de leur modèle éléments finis.A numerical model of rolling of steel strip is developed to allow the optimisation of a cold rolling mill multicylinder and reversible type. To supply this model, it is essential to know the rheology of the strip as the tribology at the contact band-cylinder. The rheology is calculated by the traditional tests which determine the plastic deformation behaviour. The tribology is given from a test especially developed for the cold rolling which is named Upsetting Rolling Test. This test of friction allows to reproduce accurately the mechanical contact conditions between the strip and the cylinder such as the plastic deformation of the surface and the associated stresses. To make it possible to correlate the test and the industrial process, a relation between their mechanical conditions of contact is established from their model finite elements.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF

Quantification of the Morphological Signature of Roping Based on Multiscale Analysis and Autocorrelation Function Description

International audienceRoping or ridging is a visual defect affecting the surface of ferritic stainless steels, assessed using visual inspection of the surfaces. The aim of this study was to quantify the morphological signature of roping to link roughness results with five levels of roping identified with visual inspection. First, the multiscale analysis of roughness showed that the texture aspect ratio Str computed with a low-pass filter of 32 µm gave a clear separation between the acceptable levels of roping and the non-acceptable levels (rejected sheets). To obtain a gradation description of roping instead of a binary description, a methodology based on the use of the autocorrelation function was created. It consisted of several steps: a low-pass filtering of the autocorrelation function at 150 µm, the segmentation of the autocorrelation into four stabilized portions, and finally, the computation of isotropy and the root-mean-square roughness Sq on the obtained quarters of function. The use of the isotropy combined with the root-mean-square roughness Sq led to a clear separation of the five levels of roping: the acceptable levels of roping corresponded to strong isotropy (values larger than 10%) coupled with low root-mean-square roughness Sq. Both methodologies can be used to quantitatively describe surface morphology of roping in order to improve our understanding of the roping phenomenon

The representative topography of worn hot rolling mill cylinders

IF=2.1International audienceIn this paper, a method is proposed to extract the most representative surface topography from n surfaces. A criterion is proposed that allows rejecting irrelevant topographical maps. Then, this methodology is applied on the hot rolling process, on replicas of industrial surfaces. These analyses have shown the major difference between ICDP and HSS roll behavior in terms of topography. Carbides oxidation observations correlates lab studies from bibliography. We confirm that this methodology is relevant to industrial investigations, especially on phenomena requiring non-destructive protoco

In vivo damage study of different textured breast implants

International audienceCertain types of breast implant texture present increased risks of anaplastic large cell lymphoma (ALCL), which results from a chronic inflammatory process. Silicone debris released from implant surfaces upon wear might be implicated in this inflammation. However, in vivo formation of such debris has not been demonstrated. Consequently, we have characterized the topographical evolution of breast implant textures after implantation at multiple scales by interferometry and X-ray micro-tomography, and a new nomenclature for implant textures, namely peaks and valleys (PV), open cavities (OC), and semi-open cavities (SOC), was established. The damage was quantified as the relative difference between the Sa of the implant and that of the explant and allowed us to specify the scale ranges at which roughness is preserved, destroyed, or created. Thus, for the first time we could compare the damage to the different categories of texture defined in our classification, which results in an erosion of peaks for PV structures, a wear of the cavity wall and of the cavity “caps” for OC and SOC structures respectively. Despite their damage, prostheses retain their original morphologies. The proposed damage mechanism for these textures leads to an erosion that would release debris, similarly to the debris mill mechanism

A multi-topographical-instrument analysis: the breast implant texture measurement

Capsular contracture is a major complication after implant-based breast augmentation. To address this tissue reaction, most manufacturers texture the outer breast implant surfaces with calibrated salt grains. However, the analysis of these surfaces on sub-micron scales has been under-studied. This scale range is of interest to understand the future of silicone particles potentially released from the implant surface and the aetiology of newly reported complications, such as Anaplastic Large Cell Lymphoma. The surface measurements were accomplished by tomography and by two optical devices based on interferometry and on focus variation. The robustness of the measurements was investigated from the tissue scale to the cellular scale. The macroscopic pore-based structure of the textured implant surfaces is consistently measured by the three instruments. However, the multi-scale analyses start to be discrepant in a scale range between 50 mu m and 500 mu m characteristic of a finer secondary roughness regardless of the pore shape. The focus variation and the micro-tomography would fail to capture this roughness regime because of a focus-related optical artefact and of step-shaped artefact respectively

Module 3 : Surgical Management of Spasticity

This module outlines the history of the development of surgical interventions for treating spasticity and discusses when surgical intervention is most appropriate for managing spasticity. A range of surgical techniques are considered; intrathecal baclofen, neurotomy, and muscle or tendon lengthening and transfer procedures. The implications and limitations of the surgical techniques are considered. The need for a multidisciplinary team to deliver optimal surgical treatment is also considered