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Technologies nouvelles pour produits novateurs
Institut für nanotechnische Kunststoff-Anwendungen
Prof. Dr. Clemens Holzer, [email protected], Fachhochschule Nordwestschweiz, Hochschule für Technik, 5210 Windisch
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• Vue d’ensemble
• Technologie
• Applications
• Résumé
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Apogée de la nanotechnologie
Lange, R.F.M.
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Domaine de recherche INKA
Institut für Kunststofftechnik
IKTInstitut für Produkt- und Produktionsengineering
IPPE
Labor für Mikro- undNanotechnologie
FHNW-HLSMuttenz
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Vue d’ensemble
TechnologieRésultats
Applications
Résumé
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CD / DVD / Nanoimpression
Pits (données) CDDiamètre 1 μm Profondeur 100 nm
NanopitsDiamètre 150 nm Profondeur 70 nm
NanopitsDiamètre 70 nm Profondeur 40 nm
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Processus
Fabrication outillage
Moulage par injection
Elément à nanostructur
e
Silicium
, nickel, acier,
laiton
Po
lymè
re
Contrôle
Simulation
Pa
ramè
tres
du
proce
ssus
Production -structure
Pa
ramè
tres
du
proce
ssus
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Tranche de silicium
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Angle de contact
Liquide 1 Liquide 2
Surface lisse 66° 70°
Lignes 100 nm 120° 134°
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Angle d’inclinaison
Liquide 3
Surface lisse >70°
Lignes 100 nm 12°
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Structure complètement mouillante
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Puce de calibrage AFM
Structure-mère- SiO2
- Ecriture par faisceau d’électrons- Précision de la position: 2,5 nm- Période de grille: 120 - 400 nm- Profondeur: 60 nm
Structure moulée- PC - Processus Standard CD - Dimension CD : Ø 80 mm- 1500 moules à partir de la mère- Durée du processus: 10 s par CD
Période 200 nmPériode 200 nm
Moule N° 137
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Vue d’ensembleTechnologie
ApplicationsRésumé
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Structures en relief 1
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Structures en relief 2
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Colonnes high-aspect
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Produit: Elément pour instruments d’analytique
Objectif: Hydrophobation de la surface interne -> meilleure vidangeabilité
Méthode: Fabrication structure par laser ou ni-master
Fabrication des pièces: moulage par injection
Résultat: Modification des propriétés de la surface externe -
sans revêtement ni altération du matériau
Exemple 1Structure interne hydrophobe
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Noyau de moulage par injection microstructuré expérimental
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Détail du moulage
Wittwer, B.
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Structure interne en PP
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Produit: Instrument d’analyse pour molécules
Objectif: Remplacement du cantilever en silicium
Méthode: Fabrication de la forme par laser ou lithographie
Fabrication des pièces: Moulage par injection
Résultat: Premier cantilever en matériau synthétique, fonctions vérifiées
Exemple 2Cantilever en matériau synthétique
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Principe du cantilever
Roderick Scheffler, digistudio scheffler, Berlin, (C) Copyright Concentris GmbH
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Simulation
Nedunkanal, S.
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Forme fabriquée par laser
• Longueur d’onde: 355 nm
• Puissance: 7 W
• Diamètre spot: 10 μm
• Nb de couches: 500
Nedunkanal, S.
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Résultat pièce moulée par injection
Nedunkanal, S.
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Produit: Aiguilles pour applications médicales
Objectif: Fabrication de structures aciculaires micrométriques en matériau
synthétique
Méthode: Moulage de structures à partir de plusieurs structures-mères
Fabrication des pièces: Moulage par injection
Résultat: Structures aciculaires en matériau synthétique
Exemple 3Structure aciculaire
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Aiguilles fraisées
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Structure aciculaire en matériau synthétique à partir d’une matrice
Baumgartner, J..
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Résumé
• Grand potentiel sur le marché
• Technologie disponible, mais à adapter en conséquence
• Résultats prometteurs
• Applications multiples en technologie médicale, biotechnologie, technologie alimentaire, …
• De nombreux produits attendent encore leur réalisation
Merci de votre attention!
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26.9.2008Neue Technologien für innovative Produkte Prof. Dr. Clemens Holzer, 30
Bibliographie
• Baumgartner, J.: Mikronadel-Biochip, Bachelor-Thesis FHNW, 9 / 2008
• Lange, R.F.M.: Functional polymers at the beginning of the 21st century, Fachtagung Funktionale Polymere, SKZ Würzburg, 2006
• Nedunkanal, S.: Cantilever array chips aus Kunststoff, Bachelor-Thesis FHNW, 9 / 2008
• Wittwer, B.: Mikrostrukturieren eines Spritzgusskernes mit Laserengraving, Diplomarbeit FHNW, 11 / 2007