Procédé de fabrication et de montage sans contact de micro-pièces et nanoparticules

25 août 2011

Lors d’un procédé de fabrication classique, il est nécessaire de prendre la pièce produite en main. Avec la diminution de l’échelle de travail (micro- et nano-mécanique) il est de plus en plus difficile de maintenir la pièce. La fabrication de stent (pour la chirurgie cardiaque), micro-puces ou nanoparticules en sont quelques exemples. Le projet « développement d’une plateforme optique pour les technologies de micro- et nano-montages – l’assembleur Laser » est mené au sein de la chaire de technologie d’applications de technologies laser de la faculté de Génie mécanique de l’Université de la Ruhr de Bochum (RUB).

L’Agence allemande des moyens pour la recherche soutient dans le cadre d’un projet « Reinhardt Koselleck » [1] ce projet de production sans contact de microcomposants à partir d’août 2011. L’équipe du professeur Andreas Ostendorf [2] recevra 1,5 million d’euros au cours des cinq prochaines années. Le but est de tester par la théorie et l’expérience une nouvelle méthode de fabrication et d’assemblage de pièces dans le domaine micrométrique (et inférieur), ayant recours à un procédé optique. Les chercheurs espèrent non seulement pouvoir produire des pièces individuelles, mais aussi en acheminer les différentes parties grâce à des convoyeurs à interférométrie optique (manipulation sans contact à l’aide de « pincettes » optiques). De plus, il est aussi possible d’établir des liaisons temporaires entre les pièces, par exemple grâce à des réactions chimiques induites par le procédé optique.

Le coeur du projet est la conception et la réalisation d’un centre de fabrication optique flexible. Celui-ci devra pouvoir déplacer un grand nombre de particules dans les trois dimensions de l’espace grâce aux forces induites par le rayonnement laser, afin de réaliser des structures complexes.

Les pincettes optiques doivent permettre de manipuler des microparticules sphériques diélectriques. Des moyens de production non conventionnels doivent aussi être conçus, tel que des pincettes optiques holographiques (HOTs). En effet, ces dernières seraient plus adaptées à des processus de fabrication à grande vitesse.

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[1] Les projets Reinhardt Koselleck sont des projets innovants qui font patrie des programmes de subvention individuels (Einzelförderung) de la DFG. Les chercheurs doivent ainsi pouvoir développer des projets innovants. La subvention, comprise entre 500.000 et 1,5 million d’euros, dure 5 ans et couvre les besoins en personnel, en équipement, et en matériel.

[2] Présentation de Andreas Ostendorf :
Le Professeur Andreas Ostendorf enseigne et mène des travaux de recherche dans le domaine des applications de technologies laser au sein de la faculté de Génie Mécanique de l’Université de la Ruhr à Bochum (RUB) depuis octobre 2008. Il mène notamment des travaux sur les lasers femtosecondes (pulsation ultracourtes, de l’ordre de 10^-15 secondes) et les nouvelles possibilités offertes par ceux-ci en micro- et nano-mécanique ainsi qu’en technique biomédicale. Après des études d’électrotechnique à Hanovre (Basse-Saxe), il intègre le Centre de recherche sur le laser de Hanovre, dont il a été le Président du directoire, avant de rejoindre finalement la RUB. Il a de plus fait partie de nombreux programmes de recherche coordonnée (SFB), groupe de recherche et d’un cluster d’excellence (Initiative d’excellence). Il est depuis 2008 membre de l’Institut du Laser américain (LIA) et depuis 2009 membre de la Société internationale d’optique et de photonique (SPIE).

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