Nouveau procédé de micro-injection de polymères et cristaux liquides polymères – MICROCONNECT

La micro-injection des polymères est une technologie qui se développe pour répondre au besoin de miniaturisation (connectique, médical, optique, micro systèmes mécaniques). La taille des pièces a un volume qui peut descendre à 1 mm3. Les épaisseurs de cavité sont inférieures à 0,1 mm. Des microdétails peuvent être de l'ordre du micron. - - Les presses à injecter ne répondent qu'imparfaitement à la demande : elles sont soit basées sur une architecture classique, avec des temps de séjour du polymère en température préjudiciables au matériau, soit très complexes et coûteuses, et donc difficilement amortissables. Nous proposons de réaliser une machine basée sur un concept novateur de plastification. Nous pourrons avoir des contrôles de pression, débit, température précis, et le principe permettra de mettre en température un faible volume de matière. - - Le polymère est sollicité pendant sa mise en forme à de forts taux de cisaillement, et il est soumis à un refroidissement rapide. Le rapport surface sur volume des pièces est très important. Afin de connaître le comportement en injection, nous proposons de mettre au point un moule de film monté sur la presse à injecter prototype. Le moule sera parfaitement instrumenté pour suivre la progression de la matière, la pression, les transferts thermiques et la solidification et tester des solutions de préchauffage de surface pour faciliter le remplissage sans être préjudiciable au temps de cycle. - - Le comportement en écoulement des polymères dans les conditions de la micro injection est mal connu : rhéologie à forte vitesse, condition de contact polymère - moule. Nous proposons une étude rhéologique expérimentale, interprétée par un calcul numérique, pour déterminer la physique correcte. La démarche consiste à introduire une physique de plus en plus complexe (comportement rhéologique, inertie, conditions aux limites thermiques et mécaniques...), à confronter aux mesures, pour valider ou invalider les choix. - - Cette étape conduira aux bases d'un logiciel dédié à la micro injection. - - Nous nous intéresserons à un polymère thermoplastique classique, et un polymère à cristaux liquides chargé. Ce dernier présente de bonnes propriétés dimensionnelles et mécaniques adaptées à la micro injection. Elles dépendent fortement de la microstructure induite par l'injection. Nous proposons donc de mesurer l'orientation des microstructures, les propriétés thermoélastiques, et de modéliser leur relation. - - Le projet aboutira : - - à la mise sur le marché d'une nouvelle génération de presse de micro injection, et une conception optimale de moule - - à poser les bases d'un logiciel de micro injection permettant de concevoir les moules et maîtriser la fenêtre d'injectabilité, en relation avec la microstructure induite par l'écoulement - - à définir une méthodologie de mesure rhéologiques pour nourrir le logiciel en données. - - à l'utilisation optimale en terme de propriétés thermoélastiques des polymères et cristaux liquides polymères. - ...