Buses pour microdosage robotisé et impression 3D
Contexte et objectifs
De nombreux procédés en industrie nécessitent du microdosage ou de l'impression de gouttes très fines, par exemple pour correctement doser et positionner un produit chimique qui doit être appliquée sur une surface.
L'objectif est de concevoir une tête d'impression "Drop-on-Demand" et de l'intégrer à un robot cartésien pour automatiser l'éjection de gouttes d'encres. Le but est de pouvoir par la suite traiter divers matériaux et surfaces avec plusieurs types d'encres.
Le projet a été réalisé au sein du laboratoire COMATEC-LANS de la HEIG-VD qui développe des techniques de fabrication et des matériaux avancés.
Prototype développé
Le prototype développé et testé se base sur la technologie piézoélectrique. La déformation d'un actuateur piézoélectrique entraine une surpression dans le canal de l'encre pour provoquer une éjection de goutte.
Une tête d'impression mono-buse a été conçue pour fixer facilement des buses utilisées dans l'impression 3D.
Intégration sur un système robotisé
La tête d'impression a été intégrée sur un châssis 3 axes motorisé. Des encodeurs, une électronique de contrôle des axes et un programme pour le contrôle de la buse piézoélectrique ont été développés pour pouvoir éjecter des gouttes à des positions précises sur le substrat.
Résultat de l'impression
Le prototype n'éjecte pas des gouttes se détachant totalement de la buse par l'actuation piézoélectrique. En revanche, la tête d'impression développé permet d'imprimer des gouttes sur des substrats si on les place à une distance de travail de 2 mm - 3 mm de la buse. Les gouttes produites ont une forme et un espacement réguliers.
Conclusion
La tête d'impression développée et le système de motorisation X-Y-Z permettent le contrôle de l'impression des gouttes pour des distances de travail proches par effet piézoélectrique. Des pistes d'adaptation pour l'éjection des gouttes à plus grande distance ont été développées. L'automatisation pourra être directement reprise pour une suite du projet.
Etudiant: Guillaume Oudet
Année: 2021
Département: TIN
Filière: Microtechniques avec orientation en Mécatronique
Type de formation: Plein temps
Enseignant responsable: Silvia Schintke
Institut: COMATEC
Ce travail est confidentiel