Des moules nanostructurés pour les plastiques

Les composants en plastique sont souvent fabriqués via moulage par injection, une méthode très utilisée, économique et à haut débit. Pour structurer la surface, à l'échelle nanométrique ou micrométrique, on utilise souvent divers procédés chimiques. Les scientifiques du projet PLAST4FUTURE, financé par l'UE, mettent au point une méthode de lithographie par nanoimpression afin de structurer les surfaces de forme quelconque des moules pour injection et des inserts.

La lithographie par nanoimpression inscrit les motifs par déformation mécanique. L'utilisation de moules et d'outils avec des surfaces structurées simplifie grandement la fabrication. En outre, le fait d'éliminer l'ajout d'additifs comme des pigments pour la coloration facilite le recyclage et réduit notablement l'énergie associée à la fabrication des matières premières. Les entreprises partenaires de PLAST4FUTURE sont des leaders de leurs domaines. Le projet a prévu de présenter sa technique via trois démonstrateurs sophistiqués pour l'automobile, l'éclairage et des effets de couleur pour des jouets fonctionnels.

Durant de la première période de rapport, l'équipe a déterminé les caractéristiques techniques des démonstrateurs. En outre, les scientifiques ont défini toutes les pièces nécessaires pour fabriquer les démonstrateurs. La définition de la totalité du processus de lithographie par nanoimpression, pour structurer les outils de moulage et les inserts, garantira la fabrication des démonstrateurs.

Parallèlement, les chercheurs ont mis au point un nouvel acier, destiné aux outils et optimisé pour la nanostructuration. Ils ont aussi intégré à la fraiseuse un nouveau processus de polissage, robotisé. Le bras robot intègre un système optique pour mesurer la rugosité de la surface pendant le traitement. Par ailleurs, le projet PLAST4FUTURE a évalué l'impact sur l'environnement de la totalité du cycle de vie de sa chaîne de production.

Le système ajoutera une empreinte par transformée de Fourier en infrarouges (FTIR) afin de déterminer le lot par spectroscopie FTIR, en cas par exemple de rappel de produit. L'équipe a commencé les tests associés aux démonstrateurs, travaillant à de nouveaux moules et inserts pour injection afin de créer des structures agissant sur la propagation de la lumière.

PLAST4FUTURE compte aboutir à une chaîne de fabrication de produits en plastique de haute valeur, dotés de surfaces fonctionnalisées et réalisés via un moulage par injection économique. Ce système simplifiera grandement la fabrication de composants nanostructurés en plastique, pour divers secteurs, et permettra à l'UE de s'attribuer une part importante d'un marché mondial en croissance.