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RÉSUMÉ
Le développement et l’industrialisation des microsystèmes nécessitent l’émergence de nouvelles techniques. Le procédé microPIM y est en bonne place. Cette technique est une hybridation entre l’injection thermoplastique et le pressage/frittage de la métallurgie des poudres. Ce procédé possède le gros avantage de permettre l’obtention à bas coût de composants multimatériaux directement aux cotes, sans reprise d’usinage et de forme complexe. Les débouchés pour ce nouveau procédé de mise en forme sont nombreux, notamment dans l’automobile (équipementiers, constructeurs automobiles), l’électroménager, l’électronique, l’horlogerie.
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Auteur(s)
INTRODUCTION
Le procédé microPIM, destiné à être un jour industrialisé pour la fabrication des microsystèmes, permet l’obtention de composants multimatériaux directement aux cotes, sans reprise d’usinage.
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Technologies de fabrication des moules5. Mise en œuvre du procédé
5.1 Préparation classique des feedstocks (mélanges maîtres)
Les feedstocks utilisés dans les procédés microPIM et PIM se trouvent à l’état de joncs solides. Ils sont élaborés le plus souvent suivant la séquence illustrée sur la figure 13. Le mélange des matériaux organiques et de la poudre est fait dans un malaxeur chauffant. Le malaxage est fait au-delà de la température de fusion des polymères. Après malaxage, le mélange est introduit dans une extrudeuse double vis pour finir d’homogénéiser le mélange et permettre de produire les joncs en sortie d’extrudeuse. Les joncs sont refroidis et deviennent solides en sortie d’extrudeuse.
Exemple de réalisation
Différents constituants : cire de paraffine (65 % vol.), polypropylène (30 % vol.) et 5 % vol. d’acide stéarique sont mélangés avec de la poudre de fer carbonyl (5 µm) de manière à produire un mélange de 40 % volumique de matériaux organiques et 60 % volumique inorganique dans le malaxeur à 150 oC.
Comme les paramètres habituels de température d’outil et de pression d’injection utilisés par le procédé PIM mènent à un remplissage incomplet des matrices, l’injection des microcomposants de forme complexe doit être faite à relativement haute température.
Pour le démoulage, les moules doivent être refroidis. La température de démoulage est le fruit d’un compromis entre le temps de cycle de fabrication et les propriétés mécaniques et la microstructure du polymère. Tout cela conduit généralement à un temps de cycle de fabrication important. Du fait de la faible taille des composants microPIM, on a l’habitude de compenser ce temps de cycle par l’incorporation de plusieurs motifs de pièce dans les moules. Ainsi par une seule opération d’injection, on fabrique un chapelet de plusieurs pièces.
5.2 Injection....
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