Technologies nouvelles pour produits novateurs Institut für nanotechnische Kunststoff-Anwendungen Prof. Dr. Clemens Holzer, Fachhochschule.

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1 Technologies nouvelles pour produits novateurs Institut für nanotechnische Kunststoff-Anwendungen Prof. Dr. Clemens Holzer, clemens.holzer@fhnw.ch, Fachhochschule Nordwestschweiz, Hochschule für Technik, 5210 Windischclemens.holzer@fhnw.ch

2 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 2 Vue d’ensemble Technologie Applications Résumé

3 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 3 Apogée de la nanotechnologie Lange, R.F.M.

4 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 4 Domaine de recherche INKA Institut für Kunststofftechnik IKT Institut für Produkt- und Produktionsengineering IPPE Labor für Mikro- und Nanotechnologie FHNW-HLS Muttenz

5 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 5 Vue d’ensemble Technologie Résultats Applications Résumé

6 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 6 CD / DVD / Nanoimpression Pits (données) CD Diamètre 1 μm Profondeur 100 nm Nanopits Diamètre 150 nm Profondeur 70 nm Nanopits Diamètre 70 nm Profondeur 40 nm

7 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 7 Processus Fabrication outillage Moulage par injection Elément à nanostructure Silicium, nickel, acier, laiton Polymère Contrôle Simulation Paramètres du processus Production - structure Paramètres du processus

8 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 8 Tranche de silicium

9 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 9 Angle de contact Liquide 1 Liquide 2 Surface lisse66°70° Lignes 100 nm120°134°

10 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 10 Angle d’inclinaison Liquide 3 Surface lisse>70° Lignes 100 nm12°

11 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 11 Structure complètement mouillante

12 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 12 Puce de calibrage AFM Structure-mère - SiO 2 - Ecriture par faisceau d’électrons - Précision de la position: 2,5 nm - Période de grille: 120 - 400 nm - Profondeur: 60 nm Structure moulée - PC - Processus Standard CD - Dimension CD : Ø 80 mm - 1500 moules à partir de la mère - Durée du processus: 10 s par CD Période 200 nm Moule N° 137

13 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 13 Vue d’ensemble Technologie Applications Résumé

14 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 14 Structures en relief 1

15 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 15 Structures en relief 2

16 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 16 Colonnes high-aspect

17 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 17 Produit: Elément pour instruments d’analytique Objectif: Hydrophobation de la surface interne -> meilleure vidangeabilité Méthode: Fabrication structure par laser ou ni-master Fabrication des pièces: moulage par injection Résultat: Modification des propriétés de la surface externe - sans revêtement ni altération du matériau Exemple 1 Structure interne hydrophobe

18 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 18 Noyau de moulage par injection microstructuré expérimental

19 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 19 Détail du moulage Wittwer, B.

20 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 20 Structure interne en PP

21 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 21 Produit: Instrument d’analyse pour molécules Objectif: Remplacement du cantilever en silicium Méthode: Fabrication de la forme par laser ou lithographie Fabrication des pièces: Moulage par injection Résultat: Premier cantilever en matériau synthétique, fonctions vérifiées Exemple 2 Cantilever en matériau synthétique

22 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 22 Principe du cantilever Roderick Scheffler, digistudio scheffler, Berlin, (C) Copyright Concentris GmbH

23 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 23 Simulation Nedunkanal, S.

24 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 24 Forme fabriquée par laser Longueur d’onde:355 nm Puissance:7 W Diamètre spot:10 μm Nb de couches:500 Nedunkanal, S.

25 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 25 Résultat pièce moulée par injection Nedunkanal, S.

26 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 26 Produit: Aiguilles pour applications médicales Objectif: Fabrication de structures aciculaires micrométriques en matériau synthétique Méthode: Moulage de structures à partir de plusieurs structures-mères Fabrication des pièces: Moulage par injection Résultat: Structures aciculaires en matériau synthétique Exemple 3 Structure aciculaire

27 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 27 Aiguilles fraisées

28 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 28 Structure aciculaire en matériau synthétique à partir d’une matrice Baumgartner, J..

29 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 29 Résumé Grand potentiel sur le marché Technologie disponible, mais à adapter en conséquence Résultats prometteurs Applications multiples en technologie médicale, biotechnologie, technologie alimentaire, … De nombreux produits attendent encore leur réalisation Merci de votre attention!

30 FHNW 26.9.2008Neue Technologien für innovative ProdukteProf. Dr. Clemens Holzer, 30 Bibliographie Baumgartner, J.: Mikronadel-Biochip, Bachelor-Thesis FHNW, 9 / 2008 Lange, R.F.M.: Functional polymers at the beginning of the 21st century, Fachtagung Funktionale Polymere, SKZ Würzburg, 2006 Nedunkanal, S.: Cantilever array chips aus Kunststoff, Bachelor-Thesis FHNW, 9 / 2008 Wittwer, B.: Mikrostrukturieren eines Spritzgusskernes mit Laserengraving, Diplomarbeit FHNW, 11 / 2007