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Theses Year : 2002

Microstereolothography of ceramics

Microstéréolithographie de céramiques

(1)
1
Christophe Provin
  • Function : Author
  • PersonId : 788528
  • IdRef : 075104210

Abstract

Microstereolithography is a microfabrication process that allows the manufacturing of complex three-dimensional objects with a volume of a few cubic millimeters. The princip le is based on the stacking-up of photopolymerized lay ers. This work deals with the adaptation of this process to composite and ceramic materials. In order to do this, a fluid alumina powder suspension has been formulated and characterized. This suspension allowed the fabrication of microparts illutrasting possible application fields such as micromechanics, microrobotics, or microfluidics. The development and fabrication of a scrapping system adapted to microstereolithography's needs allowed the shaping of highly viscous photomaterials, especially highly loaded alumina suspensions. Objects made by this way stand without damage a thermal treatment of debinding/sintering, in order to remove polymer and densify ceramic. The resulting parts -in pure alumina- can show good chemical, thermal, and mechanical properties. Then, a parallel set-up based on Michelson interferometer was developped to study the photopolymerization kinetic with an inhibiting agent, the oxygen. A model which can predict polymerized thickness and reaction advancement was conceived.
La microstéréolithographie est une technique de microfabrication permettant de réaliser des objets tridimensionnels complexes de quelques millimètres cubes de volume. Le principe repose sur la superposition de couches photopolymérisées résolues dans l'espace. Le présent travail s'est porté sur l'adaptation du procédé à des matériaux composites et céramiques. Pour ce faire, la formulation et la caractérisation d'une supension fluide de poudre d'alumine dans un monomère photoréactif a été effectuée. Elle a permis la réalisation de pièces illustrant différentes possibilités d'applications dans des domaines comme la micromécanique, la microrobotique, ou la microfluidique. La mise au point d'un système de racleur adapté aux exigences de la microstéréolithographie a permis de mettre en forme des photomatériaux pâteux, plus précisément des suspensions fortement chargées en alumine. Les objets ainsi créés ont pu subir sans dommage un traitement thermique de déliantage/frittage ayant pour but d'éliminer le polymère et de densifier la céramique. Les pièces résultantes -en alumine pure- doivent offrir de très bonnes propriétés chimiques, thermiques, et mécaniques. Enfin, un montage parallèle basé sur un interféromètre de Michelson a été développé afin d'étudier la cinétique de photopolymérisation en présence d'un agent inhibant, l'oxygène. Un modèle permettant de prévoir les épaisseurs polymérisées ainsi que le degré d'avancement de la réaction a été conçu.
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Dates and versions

tel-01749728 , version 1 (29-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01749728 , version 1

Cite

Christophe Provin. Microstéréolithographie de céramiques. Alimentation et Nutrition. Institut National Polytechnique de Lorraine, 2002. Français. ⟨NNT : 2002INPL101N⟩. ⟨tel-01749728⟩
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