3D printed part produced by Horizon

Horizon Microtechnologies GmbH, une start-up fondée l’année dernière, a fait ses débuts sur le marché lors du récent salon Formnext, avec une technologie de microfabrication 3D spécialisée dans la production de pièces conductrices dérivées de la microfabrication additive (microFA) avec une précision à l’échelle micrométrique.

Lors de la démonstration de sa technologie aux côtés de Boston Micro Fabrication, une entreprise spécialisée dans la microfabrication, Andreas Frölich, CEO d’Horizon, a présenté pour la première fois les processus de post-fabrication de l’entreprise et la polyvalence de la microfabrication pour des applications telles que les électrodes et les broches de contact électrique, les pièces protégées contre les décharges électrostatiques, la microfluidique 3D et les emballages MEMS et optiques.

Selon Andreas Frölich, CEO d’Horizon, « la microfabrication 3D basée sur des gabarits est en fait un mécanisme permettant d’exploiter l’utilité des microstructures 3D produites par la micro-FA polymère (le gabarit) pour des secteurs industriels jusqu’ici non desservis, en ajoutant du matériau et des fonctionnalités à la microstructure, généralement par un processus de revêtement. »

« La technologie clé habilitante pour nos procédés est la micro-FA, et il existe aujourd’hui un certain nombre de plateformes de micro-FA à base de polymère commercialement viables qui peuvent atteindre des tolérances exactes, rapidement, de manière rentable et surtout de manière répétée. Cependant, ces plateformes sont presque exclusivement limitées à la production de pièces en résine ou en plastique. Horizon Microtechnologies comble le fossé entre la micro-FA et les pièces à fonctionnalité améliorée grâce à l’utilisation de processus post-construction exclusifs. Cela signifie que les entreprises qui ont besoin de la flexibilité, de l’innovation et de l’agilité de la FA pour des pièces ayant des fonctionnalités conductrices, céramiques, résistantes à la chaleur ou d’autres fonctionnalités incompatibles avec les polymères disposent désormais d’une solution commercialement viable », poursuit-il.

Horizon est spécialisée dans la production de pièces conductrices à l’échelle micro et de pièces résistantes à l’environnement. Pour introduire la conductivité, une fois que la pièce est produite sur une plateforme de FA polymère, elle est entièrement ou sélectivement recouverte d’une couche conductrice. Horizon peut même revêtir de manière homogène des zones difficiles telles que des canaux longs et étroits et des contre-dépouilles. Les domaines d’application évidents comprennent les électrodes, les têtes de capteurs électriques et les composants à sécurité ESD.

Les modèles 3D micro-fabriqués peuvent également être revêtus d’oxydes métalliques afin de rendre les pièces compatibles avec les environnements chimiques agressifs et, dans certains cas, d’augmenter sensiblement leur résistance aux températures élevées et aux contraintes mécaniques. Cela permet, par exemple, la fabrication de buses et de microfluidiques 3D pour les solvants agressifs et certains acides avec toute la liberté de conception de la fabrication additive. Dans certains cas, il est également possible de fabriquer des objets en céramique ou en verre en vrac.

Frölich poursuit : « Si on considère un seul des domaines d’application clés pour lesquels nos technologies sont appropriées (électrodes et broches de contact électrique), on peut voir ce que les solutions d’Horizon ouvrent. En utilisant nos technologies internes, nous pouvons concevoir une géométrie d’électrode presque arbitraire tout en maintenant la fabricabilité. Par rapport aux méthodes de fabrication qui ne sont pas basées sur la micro-FA, cela permet un ensemble plus large d’options pour des exigences telles que le placement tridimensionnel des zones d’électrodes actives, la rigidité (ou l’absence de rigidité) des électrodes, et les propriétés électriques de l’électrode en raison du contrôle accru de l’inductance et de la capacité. En outre, nous pouvons fabriquer des électrodes avec différents matériaux conducteurs pour répondre aux besoins de biocompatibilité ou de bio-industrie. Les mêmes avantages s’appliquent à la conception et à la fabrication des broches de contact électrique. »

En ce qui concerne les pièces protégées contre les décharges électrostatiques, Horizon peut fabriquer des pièces avec un revêtement de surface conducteur contrôlable et revêtir les canaux internes de plusieurs coudes. Cela permet à la société de fabriquer des effecteurs finaux très compacts et très performants pour les dispositifs de prélèvement et de placement sous vide qui sont en même temps suffisamment conducteurs pour éviter les décharges électrostatiques. La sécurité ESD permet également d’utiliser les pièces produites par Horizon dans des conditions exigeant une protection contre les étincelles et les explosions.

Dans le domaine de la microfluidique, l’approche de la fabrication additive se prête très bien au prototypage et à la production en petites séries de puces microfluidiques complexes à plusieurs niveaux, y compris des puces avec des filtres intégrés et des interfaces avec des composants externes. Grâce aux processus de post-impression d’Horizon, les surfaces en contact avec le liquide peuvent être revêtues pour améliorer le comportement de mouillage, contrôler l’énergie de surface ou même introduire des zones conductrices d’électricité.

Enfin, alors que la FA n’est généralement pas considérée comme une technologie de production de masse, la réduction de la taille de l’électronique et de l’optique – et le rétrécissement des emballages qui l’accompagne – en a fait une alternative de production viable pour les boîtiers MEMS et optiques pour les lots de petite et moyenne taille. En plus de la précision offerte par la micro-FA, une utilisation intelligente des post-traitements d’Horizon peut augmenter la fonctionnalité de l’emballage, par exemple en réduisant la lumière parasite dans l’infrarouge, ou en ayant des conducteurs électriques intégrés.

Frölich conclut : « Nous vivons une période passionnante chez Horizon, car des années de R&D ont abouti au lancement commercial de nos technologies. Je pense que ce qui nous distingue en tant qu’entreprise est notre expérience approfondie des techniques de production et de conception dans l’écosystème de la micro-fabrication 3D. Nous travaillons de manière indépendante des fournisseurs avec les innovateurs de la technologie de microfabrication de polymères et nous avons développé des solutions technologiques internes de post-construction qui sont un ajout intégral et important à la chaîne du processus de microfabrication, stimulant l’innovation et bouleversant la fabrication de pièces et de composants conducteurs à l’échelle micro. Nous sommes impatients de travailler avec des entreprises de nombreux secteurs industriels qui bénéficieront de nos solutions. »

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