Le 7 avril, la Fondation Grenoble INP organise la journée scientifique consacrée au bilan de la Chaire MINT qui se termine. Les travaux réalisés grâce au mécénat de Schneider Electric, et en collaboration avec le LGP2** et l’IMEP-LaCH* durant les 6 années d’existence de la Chaire y seront présentés.
Créée en septembre 2015, la Chaire MINT a financé une thèse, un post-doctorat, deux PFE et deux stages en 6 ans. Son objectif était de porter à maturité une méthode d’intégration de fonctions électroniques sur des thermoplastiques 3D, pour réaliser des systèmes communicants hybrides. S’il existe des techniques à un stade de développement industriel relativement avancé comme la structuration laser directe (SLD) ou le surmoulage, sur des pièces plastiques injectées, de films imprimés à plat, la Chaire MINT avait pour ambition de développer une technologie plus polyvalente et moins coûteuse. « Nous avons misé sur la fabrication additive pour imprimer directement des fonctions électroniques sur des objets 3D de formes variées, souligne Nadège Reverdy-Bruas, enseignante à Grenoble INP – Pagora, UGA, chercheur au LGP2 et titulaire de la Chaire. Pour cela, des encres fonctionnelles, des matériaux supports thermoplastiques et des outils industriels ont été mis en œuvre. Le potentiel de développement de cette technologie dans l’industrie est énorme, car elle est transposable à n’importe quelle forme 3D. »
Outre la résolution d’impression et l’adhésion des pistes imprimées, un verrou crucial à lever concernait la tenue des thermoplastiques à la température. Le processus exige en effet une étape de recuit induisant une élévation de température, qui peut dégrader les plastiques. Dans le cadre des travaux de la Chaire, plusieurs pistes ont été investiguées. Le recuit à l’étuve a été mis en œuvre et une solution alternative de recuit sélectif a été proposée : le recuit ohmique. Différentes encres et plusieurs têtes d’impression ont également été utilisées et optimisées. Par la suite, de nouvelles têtes d’impression pourront être testées.
Des collaborations en cours avec l’IMEP-LaHC visent à évaluer le potentiel et les performances des antennes fabriquées par impression directe sur des objets 3D. « Ce procédé de fabrication devrait permettre d’optimiser l’espace disponible dans le volume limité des cartes électroniques ». Le LGP2 apporte ses compétences en fonctionnalisation de surfaces par procédés d’impression. La plateforme CIM du pôle S.mart Grenoble Alpes apporte son expertise en termes de robotique et d’automatique en mettant à disposition des chercheurs un robot 6 axes.
A l’avenir, les chercheurs envisagent également d’optimiser la rhéologie des encres afin d’obtenir des dépôts avec des résolutions encore plus fines. Il serait également intéressant de travailler sur le développement de substrats fabriqués à base de matières recyclées supportant des montées en température élevées. Enfin, le process pourra être pensé dans un objectif de transfert industriel : positionner plusieurs têtes d’impression au bout d’un même bras, associer plusieurs robots autour d’un même objet de manière à envisager un procédé en continu. D’autres perspectives sont ouvertes dans le domaine de la formation en plastronique, avec notamment une réflexion autour du montage d’un Master International. Les travaux menés par la Chaire ont montré la nécessité de mise en synergie de compétences telles que la conception de dispositifs électroniques, l’impression, la robotique. Les chefs de projets plastronique de demain devront relever ce défi en termes de compétences.
*CNRS, Grenoble INP – UGA, UGA, Université Savoie Mont-Blanc
