Superhydrophobic bio-inspired micro-architectured stainless steel surfaces - Université de Lille Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Superhydrophobic bio-inspired micro-architectured stainless steel surfaces

Résumé

Microarchitectured steel surfaces are usually manufactured with a top down strate-gy (removing matter from the substrate), or a bottom-up strategy (adding matter over a sub-strate). Additive manufacturing (AM) pro-cesses using stainless steel are expensive be-cause of the price of the stainless steel pow-der. Moreover, the precision of these tech-nologies rarely goes under 200µm. T present work, inspired from jewelry processes and prothesis manufacturing, couples two tech-nologies, ie polymer 3D printing and vacuum casting to create, using stainless steel wastes, various bio-inspired microarchitectured 316L stainless steel surfaces. Stainless steel casting for under millimetric details constitutes a technical challenge because of the high sur-face tension, the high dynamic viscosity and high working temperature (1600°C). Differ-ent microtextured surfaces inspired from nat-ural shapes (fish scales, drops, honeycomb, etc.) were successfully fabricated. Their as-pect, roughness and impact on the process on the final texture are discussed. In addition, a nanometric coating is applied using atmos-pheric pressure plasma polymerization of hexamethyldisiloxane and 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltriethoxysilane succesively. A superhydrophobic behavior have been ob-served after the bilayer functionalization. At our knowledge, this is the first published work showing the design of microtextured stainless steel surfaces obtained by additive manufacturing.
Les surfaces en acier microarchitecturées sont généralement fabriquées à l'aide d'une stratégie "top down" (élimination de la matière du substrat) ou d'une stratégie "bottom up" (ajout de matière sur un substrat). Les procédés de fabrication additive (AM) utilisant l'acier inoxydable sont coûteux en raison du prix de la poudre d'acier inoxydable. De plus, la précision de ces technologies est rarement inférieure à 200µm. Le présent travail, inspiré des processus de bijouterie et de fabrication de prothèses, associe deux technologies, à savoir l'impression 3D de polymères et la coulée sous vide, pour créer, à partir de déchets d'acier inoxydable, diverses surfaces microarchitecturées bio-inspirées en acier inoxydable 316L. Le moulage de l'acier inoxydable pour des détails inférieurs au millimètre constitue un défi technique en raison de la tension élevée de la surface, de la viscosité dynamique élevée et de la température de travail élevée (1600°C). Différentes surfaces microtexturées inspirées de formes naturelles (écailles de poisson, gouttes, nid d'abeille, etc.) ont été fabriquées avec succès. Leur aspect, leur rugosité et l'impact du processus sur la texture finale sont discutés. En outre, un revêtement nanométrique a été appliqué en utilisant la polymérisation par plasma à pression atmosphérique de l'hexaméthyldisiloxane et du 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltriéthoxysilane successivement. Un comportement superhydrophobe a été observé après la fonctionnalisation de la bicouche. A notre connaissance, il s'agit du premier travail publié montrant la conception de surfaces microtexturées en acier inoxydable obtenues par fabrication additive.
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Format : typeAnnex_author

Dates et versions

hal-04154334 , version 1 (06-07-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04154334 , version 1

Citer

Kevin Dourgaparsad, Manon Saget, David Balloy, Cosmin Gruescu, Maude Jimenez. Superhydrophobic bio-inspired micro-architectured stainless steel surfaces. Surfaces, Interfaces and Coating Technologies, Apr 2023, Lisboa, Portugal. ⟨hal-04154334⟩
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