Une plateforme de production de pointe pour les matériaux 3D en couches
Actuellement, la fabrication de ces produits est coûteuse, longue et fait appel à des machines complexes. Le coût est prohibitif pour beaucoup de petites et moyennes entreprises (PME), surtout pour de petites séries. Le projet SMARTLAM (Smart production of microsystems based on laminated polymer films), financé par l'UE, a combiné les propriétés des nouveaux matériaux avec des technologies avancées et évolutives de fabrication 3D telles que l'impression par jet d'aérosol. C'est la toute première association dans une même machine des micro-usinage, micro-soudage, micro-découpage, micro-structuration, fonctionnalisation de surface et micro-positionnement. Ce concept intégré de conception et fabrication 3D (3D-I) apporte une plateforme basée sur les connaissances pour soutenir le concepteur, du début jusqu'à la fin. Il intègre des techniques de stratification, venant du prototypage rapide, avec la manipulation de composants discrets qui ne peuvent être remplacés par des films imprimés ou nano-structurés. Il intègre également des techniques sophistiquées de structuration et de traitement de surface, aux échelles microscopique et nanoscopique. Le projet SMARTLAM a associé les étapes de fabrication fonctionnelle avec les capacités requises de chaîne des processus. Le cadre comprend également une importante base de données sur les propriétés des matériaux, l'évaluation des coûts et les paramètres de production. Il sera ainsi possible de planifier une production très spécifique grâce à la sélection d'une chaîne de processus optimale, et ce dès la phase de conception. Des PME, clients potentiels dans les secteurs de l'éclairage et des analyses biologiques, ont évalué deux démonstrateurs. Le premier est un module souple à diode électroluminescente avec des pistes conductrices structurées, et le second une puce microfluidique destinée à l'analyse des liquides et qui comporte des microcanaux et des électrodes. SMARTLAM a créé un nouveau concept pour l'intégration des processus de prototypage rapide de microproduits 3D. Le projet a montré comment produire à l'avenir des produits sur mesure à faible coût, tels que des microdispositifs fonctionnels à base de couches de films polymères. L'approche proposée concerne la fabrication d'une petite ou moyenne série de microcomposants. Cela contraste avec la fabrication roll-to-roll qui concerne la fabrication à haut débit de dispositifs imprimés souples utilisés dans l'électronique grand public, les écrans plats ou le photovoltaïque organique. La mise en œuvre de la plateforme et des technologies 3D-I de SMARTLAM devrait avoir d'importants avantages. Citons l'accélération du développement du produit, la production de pièces en petite série ou en masse, l'inspection totale et la tolérance pour les moyennes séries, et de conséquentes économies d'énergie. Dans l'ensemble, le système pourrait faciliter l'innovation, ouvrir de nouveaux marchés et contribuer au développement de nouveaux modèles commerciaux.
Mots‑clés
Production intelligente, microsystèmes, plateforme de fabrication, SMARTLAM, fabrication 3D
