Le projet ConProMi a démarré le 1er janvier 2010 et répond au 8ième appel à projets de recherche et développement du Fonds Unique Interministériel.
L'objectif global du projet ConProMi est de développer de
nouveaux procédés de convergence en micro-fabrication afin d'élaborer des
solutions hybrides pour des applications à haute valeur ajoutée. Le projet vise à créer de nouvelles lignes de fabrication adaptées aux procédés hybrides de réplication avec plusieurs matériaux pour réduire les coûts de fabrication et intégrant des modules adaptables pour une meilleure flexibilité et un meilleur rendement, à chaque phase de la chaîne :
- Pour la fabrication de micro-outils : µ-fraisage, µ-électro-érosion (µ-EDM), µ-SEDM, µ-laser
- Pour la fabrication des pièces micro-structurées :
- Micro-injection et hot-embossing
- Micro-injection et traitement de surface
- Pour l'association de composants métalliques et plastiques en micro-injection ou en micro-assemblage
- Pour la mise en forme dans le moule : découpe, pliage, deshuntage, singulation
- Pour la micro-préhension et micro-pose dans le moule puis récupération au démoulage (micro-pièces de classe salle-blanche)
- Pour l'intégration ou le report de composants en un minimum d'étapes (surmoulage, assemblage dans le moule, métallisation sélective optimisée)
Grâce à cette nouvelle approche hybride le projet vise à :
- réduire le temps de cycle de 50%,
- améliorer la fiabilité de la réplication de 40%
- augmenter la précision de 30%.
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Pour atteindre ces objectifs, le
projet entend :
- Améliorer la précision pour la fabrication des inserts des moules pour la micro-réplication
- Identifier les limites des procédés d'usinage actuels
- Proposer des procédés hybrides d'usinage
- Développer un procédé innovant de micro/nano électro-érosion
- Améliorer le procédé de micro-injection :
- Améliorer la productivité (réduire les temps de cycle)
- Améliorer les tolérances géométriques des micro-composants réalisés
- Améliorer la répétabilité, l'efficacité lors de la conception d'un nouveau composant ou assemblage
- Améliorer les systèmes de régulation thermique des outillages (chauffage/refroidissement) pour injection dans des moules thermorégulés
- Comparer la reproductibilité des pièces produites par injection standard et micro-injection
- Développer les potentialités du procédé hot-embossing :
- Améliorer la reproductibilité de la qualité de réplication des microstructures, surtout pour les polymères chargés, en gardant de faibles rugosités (
- Identifier les limites des procédés pour répliquer des structures avec des tolérances nanométriques
- Démontrer la convergence des procédés de réplication :
- Micro-injection et hot-embossing
- Micro-injection et traitement de surface des outillages d'une part et des pièces d'autre part
- Développer les procédés de méthodologie et de contrôle en ligne :
- Assurer la traçabilité des dimensions et géométries 3D (dimensions absolues des microcomposants inférieures à 3mm3)
- Proposer un système de contrôle optique en ligne afin de contrôler les micro-pièces à très grande vitesse (AOI = Automated Optical Inspection)
Les travaux sont répartis sur une période de 4 ans pour un budget de 8 194 961€.
Les partenaires
Le projet est porté par l'entreprise A. RAYMOND. Elle est entourée de 11 partenaires industriels et 4 laboratoires et centres de recherches.
Schéma représentant l'articulation du partenariat industriel
Les axes de travail de Simcon
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La micro injection diffère de l'injection classique et ceci reste valable du point de vue de la simulation. Simcon a donc la mission d'adapter le logiciel Cadmould® à la micro injection et au hot embossing.
Les premiers travaux sont sur la matière avec une recherche collaborative entre le FEMTO, le LMOPS et Simcon sur l'élaboration de protocoles de caractérisation à des hauts taux de cisaillement.
Nous avons adapté les lois de comportement par rapport aux phénomènes spécifiques à la micro injection :
- Prise en compte de la compressibilité de la matière.
- Dépendance de la viscosité avec la température et la pression.
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