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Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 1
JournJournéée Technique du GFPIMe Technique du GFPIMMardi 28 Septembre 2010 Mardi 28 Septembre 2010 –– ENSMM BesanENSMM Besanççonon
Polymères et Polymères Chargés
Modélisation, physique, mécanique et technologies de mise en forme
J.C.GELIN, Th. BARRIERE, M. SAHLI Institut FEMTO-ST – Département Mécanique Appliquée
UMR CNRS 6174 – ENSMM – Université de Franche-Comté
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 2
1. Introduction
2. Les micro et nano composants et leur fabrication
3. Micromoulage des polymères chargés en micro et nanoparticules
4. Les outillages souples pour les microtechnologies
5. Microformage des structures minces
6. Micro-usinage à grande vitesse
7. Conclusions et perspectives
Contenu de la prContenu de la préésentationsentation
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 3
• Importance croissante de l’utilisation de microcomposants dans les TICs, en optique, biomédical, énergie, micromécanique…,
• Petites tailles et formes complexes, propriétés physiques et mécaniques souvent spécifiques, multi-matériaux assemblés,
• Technologies de la microélectronique (Liga, Liga UV, masquage, gravure…),
• Alternatives offertes par les technologies de la micro mécanique:– Ablation : usinage par gravure LIGA, usinage ionique …– Addition : densification par diffusion sélective, croissance
cristalline …– Réplication : micromoulage, micro-estampage …
Un remarquable champ d’investigation pour la mécanique et physique des fluides, matériaux, structures et procédés.
Les microLes micro--composants et les composants et les technologies dtechnologies d’é’élaborationlaboration
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Moulage par injection
Extrusion
Roll to roll
Hot embossing
CalandrageSoufflage
Microtechnologies par réplication dans ou sur des empreintes dures ou molles
Microtechnologies séquentielles ou au déroulé
Empreintes réalisés par des procédés ou issus de la micro-électronique
Quelques exemples de technologies de Quelques exemples de technologies de rrééplication, splication, sééquentielles ou au dquentielles ou au dééroulrouléé
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 5
flange
gripBlank-holder
Hot embossing des polymères et polymères chargés
― 100µ
m
Diameter:0.46mm, 13 teeth
Micro-injection des polymères et polymères chargés
Formage incrémental des structures minces Micro-fraisage à grande vitesse
Quelques exemples de technologies de Quelques exemples de technologies de rrééplication, splication, sééquentielles ou au dquentielles ou au dééroulrouléé
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 6
Petits composants complexes,Matériaux difficiles à former,Composants techniques (énergie, électronique),Composants ou produits portés…
Le moulage par injection de poudres métalliques ou céramiques et les composants typiques
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 7
L’injection de polymères chargés en particules métalliques ou céramiquesUne technologie pour la réalisation de microcomposants
Les procédés MIP
Composants et micro-composants réalisés par MIP
Poudres métalliquesLiant plastique
Mélangeage
Mélange
Moulage
Composant moulé
Déliantage Densification
Composant densifié
www.alliance-mim.com
www.griffond.com
L. Liu & all, NTU, Material Characterization 2005Ph. Imgrund & all, IFAM, JMPT 2008
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 8
Micro-poudres d’acier inoxydable 316L de diamètre moyen 3 µm► Propriétés :- Matériau : acier inoxydable 316L,- Taille : 3 µm en moyenne (D50),- Forme : approximativement sphérique,- Densité : 7,9 g/cm3.
Acier inoxydable 316L 3 µm
2 µm
La poudre proposée est mélangée avec un taux de charge en volume de 63% ou plus, si possible
Polymères chargés en micro poudres métalliques ou céramiquesPoudres, polymères employés, préparation
Les paramètres de mélangeage (couple, température, homogénéité…) permettent de déterminer le taux de charge maximum admissible
PE : polyéthylènePP : polypropylènePW : cire de paraffineOA : acide oléiqueSA : acide stéarique
Formulation : 40% PP + 55% PW + 5% SA
Cou
ple,
N.m
Temps, min
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30
Poudre 16µm
Poudre 16µm
Poudre 16µm
Poudre 5µm
Poudre 5µm
Poudre 5µm
Mélange commercial Advamed ®
Formulation 3
Formulation 1
Formulation 2
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 9
Résultats expérimentaux
Viscosité de cisaillement des mélanges modèles, à différentes températures et en fonction de la fraction volumique de poudres Ф (valeurs obtenues par rhéométrie capillaire).
Mesures de viscosité des polymères chargés en poudres métalliques
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 10
Les modèles (Mills 1985) ne prennent peu en compte :• L’influence de la température• L’Influence de la taille des particules.
2
0 11
m
Quelques modèles phénoménologiques de la littérature
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TBA exp.
Avec :
A=21±7mPa.s
et
B=2607±97K
La loi exponentielle ajustée aux points expérimentaux s’écrit :
Viscosité de cisaillement en fonction de la température
Comparaison courbes numériques et courbes expérimentales
Identification séquentielle d’un modèle de viscosité équivalente
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010
Prise en compte de l’influence de 4 paramètres:
Taux de charge (Ф) Taux de cisaillement () Température (T) Taille des particules (d10, d50 et d90)
Modèle complet
12
• η : la viscosité η0: la viscosité apparente • Ф : le taux de charge Фm: le taux de charge maximal• d10: la taille des particules à 10%• d50: la taille des particules à 50%• d90: la taille des particules à 90%
902
0 10 50
1 110 exp1n m
d A B Td d
Proposition d’un nouveau modèle de viscosité
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 13
Modélisation et simulation de la phase d’injection
0
50
100
150
200
250
60 62 64 66 68 70 72
Powder volume loading, %vol.
She
ar v
isco
sity
, Pa.
s
100 s-1
772 s-1
374 s-1
192 s-1
1390 s-
1
2682 s-1
5000 s-1
10000 s-1
Constant
Slow increasing
Fast increasing
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 14
Vitesse d’injection : 1 m s-1, conditions d’ adhésion aux paroisviscosité: 100 Pa.s, densité: 100 kg m-3
20% 50% 80%Position des fronts de remplissage
Algorithme proposé
Moldflow
Simulation du remplissage de cavités et évaluation des ségrégations de phase
Événement - date
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0.550 0.548 0.545 0.543 0.542 0.547 0.550 0.570 0.550 0.549 0.544 0.539 0.538 0.540 0.549 0.550
Inlet Event
Inlet Event Inlet
Simulations pour la caractérisation du remplissage et l’évaluation des ségrégations
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010
Modélisation de l’ avancée du front de remplissage par couplage FEM / FDM
Travaux de thèse de Guillaume Larsen Objectifs et état actuel
• Mieux décrire l’ avancement du front remplissage
• Eviter, voir supprimer la diffusion numérique
• Eviter les ségrégations artificielles de poudres le long des fronts d’écoulements
• Globalement améliorer la précision de résolution, sans augmenter le temps.
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010
Avancée du front de remplissage par une méthode SUPG
Objectif des développements : réduire la diffusion au niveau des fronts fluides,
et mieux décrire les interactions avec les parois des moules
Passage au 3D en cours
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 18
Mécanismes physiques de la densification par diffusion à l’état solide
Composants densifiés, réalisés au laboratoire
Poudre Etat initial Etat finalEtat intermédiaire
Type 2
Type 3 Type 4
316LType 1
Température, °C
Déliantage thermique
Réduction des oxydes Diffusion
Densification
Formation des cols de densification
R. Gerrman, 1992 et al.
Etapes et cinétiques de densification par diffusion pour les poudres en inox 316 L
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 19
Micro-composants injectés,
déliantés et densifiés (10°C/min)
► Relation approximative entre densité relative et retrait :
Φ : %vol. poudre (60%)δ : retrait après densification3)1(
d
► Retrait [injecté / densifié] % :
Cinétique, °C/min 5 8 10 12 15 18 20
Retrait, % 13,5 14,5 15,0 14,6 14,4 13,0 13,3
Densité relative, % 92,7 96,0 97,7 96,3 95,7 94,0 92,1
84
88
92
96
100
5 8 10 12 15 18 20
Den
sité
rela
tive,
%
Cinétique, °C/min
Porosité : 2,3 %
Aspects phénoménologiques de la densification par diffusion solide
On note que la cinétique de densification influence notablement la porosité
résiduelle
Il semble difficile d’aller au-delà de de 95 à 97 % de densitéles procédés de type HIP ou SPS permettent d’aller au delà
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 20
Eléments de modélisation de la densification par diffusion solide des poudres
Echantillon
Composants en alumineCaractérisation par essais de dilatométrie
Tube support d’échantillon
s
p
dd 3L T
L t K
Modélisation physique de la densification par diffusion des poudres :
Diffusion aux joints de grains: Modèle de Coble Diffusion en volume: (Modèle de Nabarro-Herring)
c b bc 3
47.5 DkTG
)/exp( bb0b RTQDD c vc 2
10 DkTG
)/exp( vv0v RTQDD Cas 1D(shrinkage rate)
m svp
p p2 3G K
σε I
Equations constitutives:
th Tε Ie e e th vp( )= = - -σ D ε D ε ε ε
e th vp= + +ε ε ε ε
'p vp p vp s(2 tr( ) )G K σ ε ε I I
Densification libre
Extensions possibles
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 21
Modélisation phénoménologique de la densification par diffusion à l’état solide
Matériaucompressible
total
pores
VV
Porosité:
Densité relative: 1
Après densification
Retrait
Distorsion
th Tε Ie e e th vp( ) σ D ε D ε ε ε
e th vp ε ε ε ε
'p vp p vp s(2 tr( ) )G K σ ε ε I I
m svp
p p2 3G K
σε I
Distorsions de forme Changement du volume
► Ensemble d’équations constitutives basées sur la mécanique des milieux continus
► Modèle phénoménologique macroscopique pour la densification par diffusion
Après injection
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 22
Equations de conservation associées à la densification par diffusion à l’état solide
Conservation de la quantitéde mouvement
tVgdiv
Conservation de la masse. ( ) 0vpd d tr
0 ( ) : vpTdC k Tt
Conservation de l’énergie
Loi de comportement
, : SA d T
Géométrie après densification
Densité finale
vp
T vp
densité
G, K et s, dépendent de la densité relative, de la température et des modèles employés.
► Modélisation de la densification par diffusion àl'état solide à l'échelle macroscopique :
vp m s( )2 3
devG K
ε I
vp m s( )2 3
devG K
ε I
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 23
vp m s( )2 3
devG K
ε I
p
pG
12
p
pK
213
31
d
Contrainte de densification: Densité relative :
Module de compressibilitévisqueuse :
Module de cisaillement visqueux :
Coefficient de Poisson :
Viscosité uniaxiale :
Cs Bd
dd
p 2321
3
3
14
sp
FLbh
► Composante viscoplastique :
Procédure d’identification utilisée
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Identification par essais mécaniques à l’intérieur des dilatomètres
► Dilatomètre horizontal ou vertical
Système de mesure
Pompe à vide
Poussoir
Four
purge
Composant Support
► Tests de fluage :► Tests de dilatométrie :
Mesure axiale (capteur LVDT),
Cycles de température (max 1650°C),
Atmosphère (vide : 10-3 mbar).
Mesure de la déflection en fonction du temps et de la température.
Mesure du retrait en fonction du temps et de la température.
Poussoir
Thermocouple Composant Support
Ls = 10 mm
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Simulation des retraits sur un composant de type volant
Densités finales relatives Illustrations des changements dimensionnels
Expérimentations Simulations
Événement - date
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Illustration des changements dimensionnels
Simulation des retraits sur un composantde type prothèse de hanche
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Simulation sur un composantde type prothèse de hanche (cont.)
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 28
Déterminations optimales des paramètres et de procédé pour la minimisation de la ségrégationOptimisation de la géométrie des empreintes de moules pour obtenir un composant de géométrieet propriétés définies
DDééveloppement dveloppement d’’optimiseurs pour loptimiseurs pour l’’identification et lidentification et l’’optimisation paramoptimisation paraméétrique trique et mise en place de stratet mise en place de stratéégies de contrôle adaptatif de procgies de contrôle adaptatif de procééddééss
OptimiseurOptimiseur
Définition des dimensions des empreintes de moule en tenant compte des retraits
CAOCAO-Sans défauts ?(ségrégation-jet de paroi.. ) -Géométrie ? (remplissage incomplet ...)
Optimiseur 1
Solveur EF ‘ explicite à pas fractionnaire ’
Remplissage 25% Remplissage 75% Remplissage 90 %
Outil de simulation de la Outil de simulation de la phase dphase d’’injectioninjection Outil de simulation de la phase de
densification
- Géométrie ? Conditions aux limites ?- Propriétés mécaniques ?
Optimiseur 2
EF solveur ‘approche multi-échelles du comportement macroscopique de l’empilement
aléatoire et hétérogène des particules ’
Identification du modèle
Approximation de la fonction objectif Surfaces réponses et méthode MLSA
- Plan d’expériences- Détermination des paramètres les plus influents en utilisant l’analyse de la variance
Définition de la fonction objectif
- Définition des fonctions objectifs
Contrôle du temps de calculSurfaces réponse adaptative par rapport àl’optimum
Algorithme d’optimisationalgorithme génétique ‘ GENOCOPIII ’
Simulation EF avec l’optimum
Boucle dBoucle d’’identification paramidentification paraméétrique et optimisationtrique et optimisationen moulage par injection de poudresen moulage par injection de poudres
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Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 29
Extensions (?) aux polymères chargés en NTC
Utilisation du procédé de mélangeage par incorporation directe (Pötschke & al.) bonne dispersion des NTC dans la matrice polymère réalisation de plusieurs lots PP/NTC à 1%, 2%, 4% et 8 % en masse de NTC
PP + CNT Insertion dansle mélangeur
Composite mélangé Composite broyéprêt à la mise en forme
Mesure du couple de mélangeage en temps réel
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20time (min)
torq
ue (N
m) PP/NTC 1%
PP/NTC 2%PP/NTC 4%PP/NTC 8%neat PP
• pour chaque nuance, le couple diminueavec le temps
• à t fixé, le couple augmente avec le pourcentage de CNT
Problèmes : Difficiles à disperser dans le polymèreComment optimiser les procédés de mise en forme ?Mélangeage et injection, quel comportement rhéologique ?
SWCNT ou MWCNT
(Nanocyl®)
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 30
Caractérisation rhéologique des Polymères chargés en NTC et identification
Comportement rhéologique PP/NTCMesures par rhéométrie capillaire
T=180, 200, 220, 240°C
T=200°C
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
0,1 1 10 100 1000 10000 100000
shear rate (/s)
shea
r vis
cosi
ty (P
a.s)
neat PP1wt% CNT2wt% CNT4wt% CNT8wt% CNT
1
2 20( ) 1 ( )
n
Identification par une loi de viscosité type Carreau
Enrichissement de la loi par un terme en température
1
2 20( , ) 1 ( )
nbTT e
1
10
100
1000
10000
0,1 1 10 100 1000 10000 100000shear rate (/s)
shea
r vis
cosi
ty (P
a.s)
T=180°C : mesureT= 180°C : inter.T = 200°C mesureT=200°C : inter.T=220°C : mesureT=220°C : inter.T=240°C : mesureT=240°C inter.
Comparaison courbes expérimentales / interpolation Exemple de résultat à 200°C
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 31
Simulation numérique du mélangeage des NTC dans le polymère
Implémentation de la loi de Carreau enrichie en températuredans COMSOL :• formulation ALE• couplage avec l’équation de la chaleur• calcul du couple sur une pale du mélangeur
Champs de température
Champs de vitesse
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 32
Rhéologie, injection et essais mécaniquessur le composite résultant, cont.
Réalisation de composants par injection plastique
Comportement mécanique caractérisé par des essais en DMA
0
5
10
15
20
25
0 0,2 0,4 0,6 0,8
strain
norm
al s
tress
(MP
A)
PP purPP 1%PP 2%PP 4%PP 8%
• augmentation de la raideur avec taux de charge en CNT • baisse de ductilité avec % CNT
Exemple des éprouvettes de traction
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 2 4 6 8
MWCNT content (wt%)
You
ng's
mod
ulus
(Mpa
)
0
5
10
15
20
25
0 2 4 6 8
MWCNT content (wt%)
rupt
ure
stre
ss (M
pa)
Module d’Young Contrainte à rupture
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 33
Caractérisation mécanique du composite résultant par essais dynamiques
Essais vibratoires sur éprouvettes Evolution de E en fonction du taux de charge
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 34
L’estampage à chaud des polymères et polymères chargés permet de réaliser des microcavités structurées, par compression des polymères à l’état pseudo-plastique, sur des moules ou plaques en matériaux métalliques ou silicium.La technologie est complémentaire par rapport au Micro-moulage par injection, et permet de s’affranchir de la réalisation de moules complexes.
― 100µ
m
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
0 200 400 600 800 1000 1200
Width [μm]
heig
ht [μ
m]
110°C 120°C 130°C 140°C
Estampage à chaud des polymères et polymères chargésou Hot Embossing
Les problématiques consistent à déterminer les conditions et les possibilités de remplissage des empreintes, ainsi que les formes et propriétés résultantes des composants
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 35
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0 1 2 3 4 5
Strain [%]
Stre
ss [M
Pa]
Analytical results Experimental results
COC60113
COC50113
Caractérisation du comportement dans les domaines de déformations, vitesses de déformations et températures, associées au hot embossing
→ Une corrélation satisfaisante peut être obtenue après ajustement paramétrique
Tensile test simulations ( 25°C)
Identification du comportement thermoplastique des polymères COC et COP utilisés en embossing
Polymers Density Transition temperature Tg (°C)
Thermal conductivity ג (W/mK )
Melt flow indexMFI (g/10 min)
Young modulus E (MPa)
COC 5013 1.02 140 0.15 [260°C/2.16kg]: 48 3200
COC 6013 1.02 135 0.15 [260°C/2.16kg]: 14 2900
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 36
Etats viscoélastiques, pseudo-plastiques, viscoplastiques
Problèmes d’interfaces - Couplages physiques - Effets d’échelles
Au delà de 120°C, le comportement des COC ou COP devient pseudo-plastique et l’on note des possibilités de déformations réversibles
0
10
20
30
0 2 4 6 8 10 12 14
Strain rate [%]
Stre
ss [M
Pa]
100°C 120°C 140°C 160°C
Identification du comportement thermoplastique des polymères COC et COP utilisés en embossing (cont.)
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 37
Quelques exemples de simulation en hot embossing des polymères COC et COP
Configurations des simulations 2D et 3D
Analyse du remplissage des motifs
Résultats typiques concernant le remplissage des empreintes
Comparaisons calculs-expériences
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 38
Plaque polymère
0
10
20
30
40
50
400 500 600 700 800 900 1000
Largeur [μm]
Prof
ende
ur [μ
m]
Cavité 3.8ms 7.6ms 10.3ms 14.8ms
Réplique
Caractérisation des profils
Etats viscoélastiques, pseudo-plastiques, viscoplastiques
Problèmes d’interfaces - Couplages physiques - Effets d’échelles
Le roll embossing des polymères consiste à réaliser « en continu » des empreintes microstructurées, par « roulage » d’une bande polymère entre un ou deux rouleaux micro-structurés
Techniques d’embossing au déroulépour la structuration des polymères et polymères chargés
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 39
Réalisation d’empreintes en micro-injection par embossing sur supports polymères souples
Diagramme de la combinaison HE+ MIP
Combinaison des technologies d’embossinget de moulage par injection des poudres métalliques
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 40
Tests de soft embossing sur des empreintes de type micro‐canauxAnalyse de la qualité de réplication
Les expériences doivent être réalisées avec des outillages à des températures suffisamment élevées
La qualité de réplication obtenue grâce à des essais comparatifs dépend de façon significative de la température d’embossing, de nombreuses expérimentations ont été réalisées pour valider les conditions de remplissage des empreintes, enparticulier en profondeur.
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 41
Comme en moulage par injection de poudres, des retrais de 10 à 15 sont en général observés.
Moulded microstructures after final solid state sintering
La température de mise en forme conditionne la qualité de réplication. Une température est élevée favorise l’obtention de répliques de bonnes qualités géométriques.
Utilisation des empreintes réalisées par soft embossing pour l’injection de poudres métalliques ou céramiques
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 42
Tests de soft embossing sur des empreintes de type micro‐canaux (cont.)
Injection des polymères de type COC sur les empreintes métalliquesobtenues par soft embossing
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 43
Salle grise ENSMMCAO ‐moule souple
États de surfaces et défauts de remplissage liés aux répliques du moule
Réplique PMMA (240°C)Réplique PMMA (240°C)
Injection plastique avec des Moules non conventionnels(moules souples en silicone)
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010
Varaition des duretés en fonction de la température de frittage
Injection plastique avec des Moules non conventionnels(moules souples en silicone)
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 45
Moule dur – wafer en siliciumCAO des motifs micro fluidiques
‐wafer en silicium ‐
Plaque en laiton
Wafer 3pouces
Injection plastique avec des Moules non conventionnels Moules en silicium
Les technologies de la micro‐électronique permettent la réalisation de gravures de formes complexes, avec des dimensions micro ou nanométriques
Des Motifs micro‐fluidiques de formes serpentin lignes droite en SU‐8 de large 600μm et 50μm de haut) ont été imprimés par lithographie sur des substrats en silicium.
Événement - date
Journée Technique du GFPIM – 28 Septembre 2010 46
Représentation schématique des différents étapes de fabrication des moules souples
Des moules souples en silicone comportant des motifs micrométriques obtenus par casting sur des wafer en silicium à partir d’un master en SU8 produit par photolithographie ont été réalisés et testés en moulage par injection.
PDMS Sylgard 184 réticulé PDMS Wacker
Injection Plastique avec des Moules non conventionnels (moules souples en silicone)
Événement - date
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CAO des motifs micro fluidiques
‐ wafer en silicium ‐
On constate que le profil des cavités dans la direction x‐x est quasi équivalent à celui du moule.
On note un excellent alignement entre la partie micro fluidique du wafer et la réplique
-60
-40
-20
0
20
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Largeur [mm]
Prof
onde
ur [μ
m]
SU-8 Réplique en PP
x xx x
Injection plastique avec des Moules non conventionnels Moules en silicium
Événement - date
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1. La modélisation physique et la simulation numérique de l’injection et de la compression des polymères et polymères chargés fait intervenir de nombreux aspects associés à la physico-chimie des matériaux, et reposent sur la mécanique des matériaux, fluides, solides et structures, ainsi que sur les techniques de simulations numériques extensives.
2. Les polymères chargés en micro et nanoparticules ou nanotubes de carbone, offrent de très intéressantes possibilités pour l’obtention de composants à propriétés contrôlées, mais la complexité et caractère multi-étape des procédés implique des analyses, modélisations et simulations précises et représentatives de la physique.
3. L’utilisation et donc la réalisation de composants fonctionnels « intelligents » est un réel challenge auquel les laboratoires tentent de répondre.
ConclusionsConclusions
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5. Les simulations « extensives » des procédés sont maintenant largement employées, mais doivent encore progresser dans certains autres domaines (usinage, micro-usinage, micro et nanotechnologies…).
6. Les méthodologies complémentaires d’identification et d’optimisation paramétrique doivent elles aussi progresser pour tirer pleinement parti des possibilités offertes par les simulations.
7. Les micro et nanotechnologies « digitales » sont fertiles pour le développement de méthodologies avancées en matière de modélisations et simulations : techniques d’adaptation, de transition d’échelles, méthodes numériques avancées, méthodes sans maillages….
ConclusionsConclusions…… suitesuite