Technique révolutionnaire d'impression 3D pour la fabrication multi-matériaux écoresponsable chez Mizzou

ParisDes chercheurs de l'Université du Missouri ont mis au point une nouvelle méthode d'impression 3D. Cette technique permet de fabriquer des dispositifs complexes en utilisant divers matériaux, tels que des plastiques, des métaux et des semi-conducteurs, avec une seule machine. L'innovation, nommée Procédé d'assemblage multi-matériaux libre, a été récemment publiée dans Nature Communications et pourrait révolutionner la production industrielle.

L'équipe de Mizzou a mis au point une machine dotée de trois buses pour différentes tâches :

• La première buse dépose un matériau semblable à de l'encre.
• La deuxième buse utilise un laser pour sculpter des formes et des matériaux.
• La troisième buse ajoute des matériaux fonctionnels supplémentaires pour améliorer les capacités du produit.

Le procédé se déroule ainsi : la machine commence par créer une structure de base avec un matériau d'impression 3D courant comme le polycarbonate. Ensuite, elle utilise un laser pour transformer certaines parties en un matériau spécial appelé graphène induit par laser, qu'elle place exactement là où c'est nécessaire. Enfin, elle ajoute d'autres matériaux pour améliorer les fonctionnalités du produit.

Cette technique d'impression 3D permet de fabriquer des capteurs, des circuits imprimés et des tissus incorporant des composants électroniques. En intégrant des capteurs à l'intérieur des objets, nous pouvons concevoir des dispositifs capables de détecter des variations de température et de pression. Par exemple, les chercheurs peuvent créer des objets ressemblant à des rochers ou des coquillages pour étudier les courants océaniques. Dans la vie quotidienne, cette technologie pourrait contribuer à la création de dispositifs portables qui surveillent la pression artérielle et d'autres indicateurs de santé.

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La fabrication des cartes de circuits imprimés comprend de nombreuses étapes et nécessite divers matériaux. Ces procédés sont coûteux, longs et génèrent des déchets nuisibles à l'environnement. Cette nouvelle méthode est plus respectueuse de l'environnement et s'inspire des systèmes naturels.

Le processus d'assemblage multi-matériaux de Freeform se distingue en raison de sa polyvalence et de sa précision pour intégrer de petites pièces dans des structures 3D plus grandes, là où d'autres méthodes échouent. L'équipe de Mizzou a résolu ces problèmes grâce à leur système spécial à trois buses.

Cette recherche est financée par le programme de Fabrication Avancée de la Fondation Nationale des Sciences (NSF). Le programme NSF I-Corps™ offre également des fonds pour explorer les opportunités de commercialisation. « Le programme I-Corps nous aide à comprendre les besoins du marché », a déclaré Lin. « Actuellement, nous pensons que d'autres chercheurs seront intéressés, mais à terme, cela bénéficiera aux entreprises. Cela réduira le temps nécessaire à la création de prototypes d'appareils en permettant aux entreprises de les réaliser en interne. »

L'équipe de l'Université du Missouri a mis au point un nouveau procédé d'impression 3D susceptible de révolutionner la fabrication des produits. Ce procédé facilite la conception de nouveaux produits sans nécessiter de prototypes au préalable. En conséquence, il pourrait ouvrir la voie à de nouveaux marchés et à des innovations dans de nombreux domaines.