Conception et réalisation d'une machine de fabrication de microfibres et textiles techniques

Contexte et objectifs

Les textiles et fibres techniques jouent un rôle important dans de nombreux secteurs, tels que le médical, les emballages intelligents, les vêtements fonctionnels, ou comme membranes de filtration. Ce projet vise à faire la conception et la réalisation d'une machine permettant de fabriquer ce type de textiles en fibres de polymère par électrospinning. Les fibres doivent pouvoir être orientées.

L'analyse et l'optimisation de la conception mécanique d'un système de tambours, ainsi que l'intégration de différents types de moteurs avec contrôle automatisé ont été effectués pour améliorer les performances techniques d'une installation d'électrospinning du laboratoire COMATEC-LANS de la HEIG-VD. Le système développé a été validé en vue des applications de fabrication de microfibres et textiles techniques.

Conception mécanique

Un état de l'art portant sur les systèmes d'électrospinning à tambour disponibles sur le marché ainsi que sur un prototype de laboratoire déjà existant a permis de déterminer quels étaient les paramètres clés à respecter pour le bon fonctionnement de ce type d'installation. Un nouveau système de tambour a été conçu et fabriqué. Sa vitesse de rotation fonctionnelle est comprise entre 1000 et 4000 tr/min.

Commande de moteurs et validation du système pour la fabrication de textiles techniques en microfibres orientées

Le système complet compte 2 moteurs, un moteur DC et un moteur pas-à-pas. La commande de ces moteurs est faite de manière indépendante. La vitesse du tambour étant le paramètre clé du système, il est réglable manuellement. L'autre moteur est commandé par une carte Arduino via un contrôleur.

L'installation du système a été réalisée. Des tests de fabrications de fibres par électrospinning ont été effectués afin de valider le bon fonctionnement du système développé.

L'analyse des microfibres fabriquées par microscopie optique montre une bonne régularité des diamètres ainsi qu'un bon alignement qui concorde avec les résultats attendus au début du projet. Les tests et analyses préliminaires ont dès lors déjà permis de valider le bon fonctionnement du système.

Conclusion

Le système développé permettra ainsi de développer des textiles techniques en nano- et microfibres en polymères ou polymères composites.

Etudiant: Julien Gerber

Année: 2018

Département: TIN

Filière: Microtechniques avec orientation en Microtechniques

Type de formation: Plein temps

Enseignant responsable: Silvia Schintke

Institut: COMATEC

Ce travail est confidentiel