Additive manufacturing of soft electroactive polymer actuators : optimization of the multilayer interface
Fabrication additive d'actionneurs en polymères électroactifs souples : optimisation des interfaces multicouches
Résumé
Le projet Live-Mirror vise à développer un miroir primaire de télescope léger et autocorrectif
pour étudier l'atmosphère d’exoplanètes. Pour contrer les variations de température et les
déformations dues à la gravité, les miroirs primaires ont recours à l'optique active, consistant en une
modulation à basse fréquence d’actionneurs. Une alternative aux céramiques piézoélectriques sont
les polymères électroactifs (EAP), des matériaux diélectriques qui subissent d'importantes
déformations lorsqu'ils sont soumis à un champ électrique externe. Récemment, l'impression 3D
d'encres électrostrictives à base de terpolymère P(VDF-TrFE-CFE) a donné des résultats
prometteurs pour ce type d'application. Grâce à un coefficient électrostrictif élevé et en combinaison
avec un plastifiant (comme le DNOP), un matériau de haute permittivité et souplesse est obtenu [1].
Néanmoins, l’empilement consécutif d'EAP et d'électrodes crée des problèmes d'interface. Bien que
l'utilisation d'encres conductrices soit recherchée, elles présentent généralement des rigidités
élevées qui limitent l'effet baril de l'EAP. Des simulations sur COMSOL Multiphysics permettent de
visualiser et de quantifier cette rigidification. Afin de conserver la souplesse de l’EAP, la formulation
d’un composite à faible concentration en terpolymère avec des nanoparticules de noir de carbone
semble être la meilleure solution pour obtenir des électrodes conductrices, imprimables en couche
mince et souples.