Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Le microPIM 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 de forme complexe en céramique ou métal, directement aux côtes, sans reprise d’usinage. Cet article propose un tour d’horizon sur la mise en œuvre du procédé pour la fabrication de micro-pièces. L’article présente également de nombreuses réalisations faites dans le monde, les matériaux qui peuvent mis en œuvre par ce procédé ainsi que les évolutions technologiques attendues autour de procédé.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Luc FEDERZONI : Ingénieur à la Direction des Programmes de la Recherche Technologique au Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives, Grenoble, France
INTRODUCTION
Le procédé microPIM ou « micropowder injection molding », est une déclinaison du procédé de mise en forme d’injection de poudre ou PIM « powder injection molding », pour la fabrication de micro-pièces (taille de l’ordre du millimètre). Ce procédé est devenu un procédé industriel utilisé pour la fabrication des micro-pièces. Il permet l’obtention de composants directement aux cotes, sans reprise d’usinage, et ce dans une très grande gamme de matériaux. Des acteurs industriels, tels que micro-MIM®, au Japon, ou Donatelle, aux États-Unis, commercialisent une grande variété de produits dans une grande gamme de matériaux.
Face à la forte demande actuelle de développement de microsystèmes et de micro-pièces, de nouvelles applications voient régulièrement le jour. Les techniques de fabrication les plus couramment utilisées dans l’industrie sont le micro-usinage en volume isotropique ou anisotropique, par voie liquide ou par bombardement ionique, ou en surface.
Ces techniques de fabrication « classiques » ont des limitations, car le choix des matériaux potentiellement mis en œuvre est réduit. En effet, elles permettent seulement la mise en forme d’objets en silicium ou de matériaux électrolysables. Ces procédés présentent en outre l’inconvénient d’être complexes et relativement coûteux.
Le procédé microPIM fait partie de nouveaux procédés de mise en forme pour la fabrication de micro-composants et potentiellement de MEMS. C’est un procédé « aux cotes » (net-shape) qui permet de fabriquer des composants directement aux cotes, ne nécessitant pas de reprise d’usinage, et dans n’importe quel type de matériaux.
L’objectif de cet article est de donner au lecteur une connaissance de base du procédé microPIM, lui permettant de comprendre les grandes lignes de sa mise en œuvre, des applications pour lesquelles le procédé est pertinent, et enfin les tendances pour le futur permettant de se projeter sur les futures évolutions de ce procédé.
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MicroPIM et environnement
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5. Technologies de fabrication des moules
Une des spécificités du microPIM est liée aux moules. Le PIM utilise des technologies de fabrication traditionnelles, comme l’usinage, mais celles-ci ne sont plus suffisantes pour fabriquer des moules ayant des microdétails. Dans ce cas, on fait à la fois appel aux procédés de fabrication des microsystèmes et des technologies de micro-usinage (figure 11). Les procédés de fabrication des moules sont séparables en trois catégories de technologies :
-
les procédés de la microélectronique : lithographie, électroformage, LIGA, CVD, PVD et NanoImprint Lithographie (NIL) ;
-
les procédés assistés par l’énergie : ablation laser, microEDM et usinage ionique ;
-
les procédés mécaniques : microperçage et microfraisage.
Suivant la complexité du moule à produire, ces techniques peuvent être hybridées entre-elles.
le procédé LIGA est un procédé développé vers la fin des années 1970 [AM 3 701]. Il est fondé sur l’association de la lithographie, de l’électroformage et des technologies de moulage plastique. Ce procédé permet la reproduction de microdétails avec des élancements importants. Il permet la réalisation d’objets avec des détails de dimension inférieure à 200 nm et une tolérance de positionnement de 100 nm. En fonction des spécifications, le LIGA peut faire appel à trois types techniques de lithographie : les rayons X, les UV ou le laser.
Le tableau 7 illustre les performances de certains des procédés d’usinage de micromoules qui peuvent être utilisés pour le microPIM.
L’usinage ionique est une autre technique pour la fabrication des micromoules pour le microPIM. Il complète les techniques que nous avons citées en permettant la fabrication de moules avec des détails de dimensions inférieures à 0,2 mm. L’inconvénient majeur de cette technique est sa...
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Technologies de fabrication des moules
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - - https://rmis.jrc.ec.europa.eu/?page=crm-list-2020-e294f6
-
(2) - NISHIYABU (K.), MATSUZAKI (S.), TANAKA (S.), PIOTTER (V.) - Micro Evaluation Methodology for Micro Metal Injection Molding. - Proc. of PM2TEC 2003, Las Vegas (2003).
-
(3) - FU (G.), TOR(S.), LOH (N.H.), TAY (B.), HARDT (D.E.) - A micro powder injection molding apparatus for high aspect ratio metal micro-structure production. - Micromechanics and Microengineering, 17, p. 1803-1809 (2007).
-
(4) - SHARMIN (K.), SCHOEG (I.) - Two-step debinding and co-extrusion of ceramic-filled PEBA and EVA blends. - Ceramics International, 40, p. 14871-14879 (2014).
-
(5) - GERMAN (R.M.) - A rationalization of the powder injection moulding process for stainless steels based on component features. - Proc. Int. Conf. on Powder Metallurgy & Particulate Materials, Las Vegas, NV306 (1998).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Matériaux métalliques frittés pour moulage par injection – Spécifications - ISO 22068 - 2012-07
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Wittman Battenfeld https://www.wittmann-group.com/fr
HAUT DE PAGE1.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Association européenne de la métallurgie des poudres, EPMA http://www.epma.com
HAUT DE PAGE1.3 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Les séminaire de l’EPMA organisés par PMLIFE https://seminars.epma.com/
HAUT DE PAGE1.4 Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
ENSMM https://www.supmicrotech.fr/
ECAM...
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