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Un système d’extrusion open-source 170 fois moins cher

Un système d’extrusion open-source 170 fois moins cher

by Gaëtan Lefèvre12 février 2018
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L’extrusion est une technologie aux multiples applications. Elle est utilisée dans le traitement de matériaux semi-conducteurs pour déposer divers liquides chimiques sur du verre, de l’acier inoxydable ou du plastique. Elle est aussi présente dans les cellules photovoltaïques, les écrans plats (LCD, OLED et flexibles), l’éclairage LED ou les capteurs électroniques imprimés. On la retrouve également dans la production d’étiquettes RFID, de piles à combustible ou encore de batteries lithium-ion. Sa géométrie intérieure complexe rend le coût d’usinage élevé, soit environ 4 000 dollars le système. Face à ce frein, trois chercheurs de l’Université Technologique du Michigan (MTU) ont mis au point un système d’extrusion paramétrique, en open source, pour le traitement de matériaux semi-conducteurs.

Un système 170 fois moins cher

La revue Additive Manufacturing a publié, dans un article intitulé « Open-source Parametric 3-D Printed Slot Die System for Thin Film Semiconductor Processing », les recherches de trois scientifiques du MTU : L.Y. Beeker, Adam M. Pringle et Joshua M. Pearce, sur un nouveau système d’extrusion paramétrique. Ceux-ci ont conçu, par fabrication additive, un système d’extrusion coûtant uniquement 25 cents, soit 170 fois moins cher que ceux actuellement sur le marché. En plus d’être peu cher, celui-ci présente de nombreux avantages : des délais de livraison plus courts ; des rendements plus élevés et un système de dépôt roll-to-roll. Enfin, il a été conçu en open-source, à l’aide d’OpenSCAD, afin d’être modifié et personnalisé.

La Prusa Mendel RepRap

Au cours de leurs travaux, les chercheurs ont été confrontés à plusieurs délicates étapes, dont le choix de l’imprimante 3D et des matériaux adaptés. Il était impossible d’utiliser de l’acier inoxydable avec une imprimante FDM. Les recherches devaient donc privilégier un polymère comme le PLA, l’ABS, le HIPS ou le PETG. C’est finalement ce dernier qui a été validé pour pouvoir fonctionner avec l’imprimante 3D Prusa Mendel / RepRap (version Athena).

Des semi-conducteurs plus performants

Les semi-conducteurs fabriqués grâce à ce système d’extrusion offrent une qualité bien supérieure aux précédents : une valeur RMS de 0,486 nm, une épaisseur de 17 à 49 nm et une transmission optique maximale de 99,1 %. La fabrication additive a également permis de produire, en plus d’un système d’extrusion viable, des couches de matériaux électroniques avancés, des revêtements et des composites stratifiés.

Plus d’informations sur la publication Additive Manufacturing :

https://www.academia.edu/35667969/Open-source_Parametric_3-D_Printed_Slot_Die_System_for_Thin_Film_Semiconductor_Processing.

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Gaëtan Lefèvre

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