Laboratoire de mécanique multi-échelles

École Polytechnique de Montréal, Montréal, Québec
Que fait l'installation

Microfabrication de matériaux avancés

Domaines d'expertise

Le laboratoire a acquis une expertise dans la fabrication de microstructures 3D. L’équipe de recherche de Daniel Therriault vise à concevoir de nouveaux matériaux et à les intégrer dans des systèmes mécaniques à l’aide de nouvelles techniques de microfrabrication et de nanofabrication. Malgré les progrès notables réalisés au cours des dernières années dans la confection d’imprimantes 3D, de grands défis demeurent dans la fabrication de structures à l’échelle microscopique et nanoscopique et dans l’impression de différents matériaux possédant les propriétés électriques et mécaniques voulues. L’équipe du laboratoire utilise de l’équipement de marque I & J Fisnar et une nanostation MICOS personnalisée pour fabriquer des microstructures 3D de forme libre qui sont impossibles à confectionner à partir des imprimantes 3D disponibles sur le marché. Ces microstructures servent à différentes applications, y compris pour fabriquer des systèmes microélectromécaniques, des microantennes et des laboratoires-sur-puce. L’équipe du laboratoire travaille également sur la fabrication de nouveaux types de matériaux conducteurs utiles pour l’impression 3D de microstructures applicables dans le domaine de la microélectronique et des capteurs.

Services de recherche

Microstation et nanostation pour la fabrication additive (impression 3D de microstructures pour différentes applications comme les systèmes microélectromécaniques, les microantennes, les techniques microfluidiques et les laboratoires-sur-puce), équipement et ressources pour le développement de matériaux avancés (les nanocomposites polymères et les matériaux possédant des propriétés mécaniques améliorées utiles aux industries aérospatiales ou les matériaux composites possédant les propriétés électriques désirées en microélectronique), microscopes optiques haute performance, collaborations en recherche et développement.

Secteurs d'application
  • Aérospatial et satellites
  • Construction (y compris les édifices, le génie civil et les métiers spécialisés)
  • Défense et industrie de la sécurité
  • Fabrication et transformation

Nom du laboratoire spécialisé

Nom de l’équipement en service

Résumé de la fonction

Laboratoire de caractérisation mécanique

Appareil électromécanique (50 kN)

Cadre d’essai statique avec cellules de charge de 50 kN, 1 kN, 100 kN et 5 kN.

Microfabrication de matériaux avancés

Robot NanoMAX

Le robot NanoMax sert à effectuer la traction sur les filaments.

 

Robot de déposition I & J Fisnar

Trois robots de déposition, dont deux servent à l’impression 3D de microstructures comme les microbobines et les échafaudages, et le troisième sert à la pulvérisation de minces feuilles dont l’épaisseur est étroitement contrôlée.

 

Robot de déposition MICOS

Un robot de déposition personnalisé offrant une précision de déplacement de 0,2 μm utilisé pour l’impression 3D de microstructures.

 

Microscope Olympus BX61

Imagerie traditionnelle et par fluorescence. Grossissement de 1,25 X à 100 X.

 

Microscope Olympus SZX-12

Imagerie traditionnelle et par fluorescence, caméra couleur et grossissement jusqu’à 230 X.

 

Équipement de préparation d’échantillons

Équipement de polissage mécanique et scie de précision à basse vitesse servant au polissage et à la coupe d’échantillons dans les tailles requises.

 

Équipement de mélange de solutions

Bain ultrasonique et agitateur magnétique chauffant servant à diverses applications, comme la dispersion de nanoparticules dans une matrice polymérique selon la méthode de mélange de solution.

 

Systèmes ventilés spéciaux pour l’usage sécuritaire de nanomatériaux

Les robots de déposition, l’extrudeuse, le mélangeur à trois rouleaux et le système de pulvérisation sont placés dans des enceintes ventilées afin d’éviter l’inhalation de matières toxiques par l’utilisateur. La manipulation de matières volatiles toxiques est effectuée sous une hotte. Une boîte à gants est utilisée pour la manipulation hautement sécuritaire de nanomatériaux de carbone, comme les nanotubes de carbone et le graphène.

 

Mélangeur à rouleaux EXAKT 80E

Un mélangeur à rouleaux servant à la dispersion de nanoparticules dans des polymères avec régulateur électronique de tous les paramètres de mélange (espacement des rouleaux et vitesse de rotation), ce qui garantit une bonne reproductibilité.

 

Microextrudeuse Xplore de DSM

Microextrudeuse offrant une capacité volumique de 5 ml et une température maximale de 400 °C. La révolution de la double vis peut atteindre 400 tr/min.

 

Mélangeur à billes 8000M de SPEX SamplePrep

Mélangeur mécanique efficace pour les matériaux à consistance pâteuse.

 

Centrifugeuse ScanVac

Centrifugeuse à vitesse maximale de 2 000 tr/min permettant la séparation rapide des phases solide et liquide.

 

Étuves à vide StableTemp

Deux étuves à vide pouvant chauffer jusqu’à une température de 280 °C en atmosphère à vide, à l’air ou à l’azote.

 

Imprimante 3D Replicator 2 de Makerbot

Imprimante 3D utilisée pour fabriquer divers équipements de laboratoire, comme différents types de moules pour des matériaux composites.

 

Imprimante 3D Leapfrog Creatr Single

Imprimante 3D utilisée pour fabriquer divers pièces pour les équipements du laboratoire.

 

Imprimante 3D Leapfrop Creatr Dual

Imprimante 3D utilisée pour fabriquer divers échantillons et étudier l’impact des paramètres de fabrication sur leur propriété mécanique.

 

Imprimante 3D Form 1

Imprimante 3D utilisée pour créer des structures hybrides polymère/ métallique.

  • Bombardier Aéronautique
  • Bell Helicopter Textron Inc.
  • 3M Canada
  • MDA Corporation
  • Velan Inc.

Titre

URL

Vidéos sur les processus du Laboratoire de mécanique multi-échelles

http://www.polymtl.ca/lm2/en/video/index.php

Publications

http://www.polymtl.ca/lm2/en/publications/index.php

Manufacturing of three-dimensionally microstructured nanocomposites

https://www.youtube.com/watch?v=jL2jyi_j_lY

Manufacturing of three-dimensionally microstructured nanocomposites through microfluidic infiltration (Video released in JoVE (Peer-reviewed scientific video journal))

http://www.jove.com/video/51512/manufacturing-three-dimensionally-microstructured-nanocomposites

3D-printing of multifunctional nanocomposite helical Liquid Sensor

https://www.youtube.com/watch?v=k2llpy8lh9A

Solvent-cast direct-write printing of a microstructured fiber

https://www.youtube.com/watch?v=FzWDj8tgb18

Solvent-cast direct-write fabrication of tensile coupon

https://www.youtube.com/watch?v=hrmeZQC7M-M

Solvent-cast direct-write fabrication of a scaffold

https://www.youtube.com/watch?v=FPtFpBneMIE

Solvent-cast direct-write fabrication of a micro-cup

https://www.youtube.com/watch?v=IXMCSkj5TlI

Solvent-cast direct-write fabrication of a circular spiral v4

https://www.youtube.com/watch?v=z036i7xZPcg