Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
La plastronique permet de combiner des fonctions électriques et mécaniques sur des pièces plastiques 3D. Ainsi, elle répond aux besoins croissants de miniaturisation, d’ergonomie, d’allègement et de fiabilité des dispositifs électroniques dans de nombreux secteurs (automobile, médical, objets connectés, aéronautique, etc.). Cet article présente un panorama du domaine de la plastronique et de ses technologies. Pour trois d’entre elles (injection bi-matière, Laser Direct Structuring et In-Mould Electronics), un descriptif détaillé est proposé, ainsi que leurs principales caractéristiques et limitations. Les problématiques de conception des produits plastroniques sont traitées dans une dernière partie.
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Plastronics technologies enable the combination of electrical and mechanical functionalities on 3D plastic parts. They answer the need for improved miniaturization, ergonomics, lightweight and reliability of electronic devices for a large set of applications (automotive, medical, IoT, aeronautics, etc.). This article provides an overview of Plastronics and the related technologies. For three of them (2-shot moulding, Laser Direct Structuring, and In-Mould Electronics), the processes are described in details and the main characteristics and limitations are discussed. The challenges related to the design of 3D-MID’s are covered in the last part of the article.
Auteur(s)
-
Lionel TENCHINE : Responsable programme – Axe « Smart » - IPC – Centre Technique Industriel de la Plasturgie et des Composites, Bellignat, France
INTRODUCTION
Au carrefour de la plasturgie et de l’électronique, la plastronique couvre en réalité un domaine bien plus vaste. Plus qu’une simple technologie visant à intégrer des fonctions électriques et électroniques à la surface ou à l’intérieur de pièces plastiques 3D, il s’agit davantage d’une discipline nécessitant la coopération de plusieurs métiers complémentaires : plasturgie, mécanique, chimie, électronique, logiciel, etc.
Suscitant l’intérêt croissant des industriels en quête de fonctionnalisation de pièces plastiques, de miniaturisation, d’ergonomie, ou encore de réduction de coûts, la plastronique trouve des applications dans tous les secteurs d’activité : automobile, médical, télécommunications, internet des objets, aéronautique, etc. Depuis les applications grand public à très fort volume telles que les antennes de smartphones, jusqu’aux produits à très forte valeur ajoutée pour la défense et le spatial, la diversité des procédés plastroniques permet de répondre à un grand nombre des demandes industrielles. Sans chercher à remplacer les technologies standards de l’électronique, ils proposent des solutions complémentaires afin de pallier les limites de ces dernières.
Face à la diversité des technologies plastroniques et leurs spécificités individuelles, l’ingénieur peut rapidement manquer de repères. Qu’apportent les technologies plastroniques et quelles caractéristiques les distinguent les unes des autres ? Sur quels critères baser le choix d’une technologie plutôt qu’une autre ? Quelles sont les principales règles de conception liées aux différentes technologies ? Dans ce contexte, le présent article vise à proposer une vue d’ensemble du domaine de la plastronique, en soulignant tout particulièrement la diversité des technologies qu’elle recouvre. Pour une sélection d’entre elles (l’injection bi-matière, le Laser Direct Structuring et l’In-Mould Electronics), une description plus détaillée est donnée. Les problématiques transverses liées à la conception et la fiabilité des produits plastroniques sont traitées dans la dernière partie de l’article.
KEYWORDS
2-shot moulding | Laser Direct Structuring | In-Mould Electronics | 3D-MID
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
1. Qu’est-ce que la plastronique ?
1.1 Définition et terminologie
Se rapportant à la fois aux produits plastiques fonctionnels et aux procédés permettant leur fabrication, le terme plastronique est un mot-valise formé de la fusion des termes « plastique » et « électronique ». À ce titre, les pièces plastroniques se caractérisent par l’association de propriétés uniques des plastiques (telles que l’allègement ou la flexibilité de design) à des fonctionnalités électroniques (par exemple de capteur, d’actionneur, d’antenne ou de routage). Ainsi, une pièce plastronique combine dans un même sous-ensemble les fonctions mécaniques et électroniques d’un produit complexe.
Plus qu’une simple technologie, la plastronique regroupe un ensemble de procédés permettant la fonctionnalisation électrique et/ou électronique de pièces plastiques 3D. La plastronique ne se limite pas à la simple juxtaposition de la plasturgie et de l’électronique : elle implique de repenser en profondeur la conception des produits plastiques intelligents afin de bénéficier au maximum des avantages de ces deux mondes.
D’autres termes sont également utilisés pour désigner les pièces et/ou les technologies plastroniques :
-
3D-MID : acronyme de Molded Interconnect Device , et occasionnellement traduit par dispositifs interconnectés moulés , sa signification a évolué vers Mechatronic Integrated Device, mettant ainsi davantage l’accent sur la combinaison des fonctionnalités diverses : électroniques, mécaniques, optiques, fluidiques, informatiques,...
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Qu’est-ce que la plastronique ?
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GOTH (C.) et al - MID Technology and Mechatronic Integration Potential. - Dans FRANKE (J.) – Three-Dimensional Molded Interconnect Devices (3D-MID) Materials, Manufacturing, Assembly, and Applications for Injection Molded Circuit Carriers. Hanser Publications (2014).
-
(2) - CHEVAL (K.) - Étude et réalisation de circuits imprimés sur substrats polymères 3D (MID 3D) par microtamponnage. - Thèse de Doctorat, Université Claude Bernard Lyon 1 – https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01280884/ (2015).
-
(3) - * - https://www.tactotek.com/technology
-
(4) - * - https://elippse-project.com/
-
(5) - MAALDERINK (H.) et al - 3D Printed structural electronics : embedding and connecting electronic components into freeform electronic devices. - Plastics, Rubber and Composites (2017).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Conducting path structures situated on a non-conductive support material, especially fine conducting path structures and method for producing same : WO99/05895
Conductor track structures and method for production thereof : US 2004/0241422
Method for manufacturing an electromechanical structure and an arrangement for carrying out the method : WO 2015/044523
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
S2P – Smart Plastic Products http://www.s-2p.com/temp/fr/
TactoTek https://www.tactotek.com/
Clayens NP https://www.clayens-np.com/
HARTING https://www.harting.com/FR/fr
LPKF Laser & Electronics https://www.lpkf.com/en/
QUAD Industries https://www.quad-ind.com/fr/...
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