Procédé de micro-usinage électrochimique de précision pour matériaux difficiles à usiner

L'objectif de ce projet est le développement et l'optimisation d'un procédé permettant d'usiner efficacement et avec précision des matériaux qui présentent des difficultés de mise en forme en raison de leur dureté ou leur fragilité.

Le procédé de gravure chimique assistée par étincelage (SACE, Spark-Assisted Chemical Engraving) servira de point de départ à la recherche. Ce procédé consiste en l'attaque chimique du matériau accélérée localement par l'énergie thermique de décharges électriques. Ainsi, un usinage précis et avec peu de contraintes résiduelles peut être obtenu.

Les recherches se focaliseront sur deux matériaux posant de grandes difficultés d'usinage conventionnel: le verre et le carbure de silicium. Le verre a plusieurs propriétés permettant des applications en électronique et en microfluidique. Le procédé SACE permet bien l'usinage de ce matériau; il est en phase d'optimisation. Le carbure de silicium a d'excellentes propriétés mécaniques à haute température; des modifications et développements au procédé SACE seront nécessaires.

Le travail de recherche consistera en plusieurs activités:
- Conception mécanique et électronique de divers systèmes (capteurs, boucles de contrôle, machinerie)
- Étude et optimisation des interactions mécaniques, thermiques, électriques et chimiques à la base du procédé
- Planification d'expériences permettant de caractériser et optimiser le procédé
- Programmation de parcours d'outil et opération de machines de micro-usinage à commande numérique
- etc.

Les travaux seront réalisés en collaboration avec un doctorant et sous la supervision de Professeur Lucas Hof.