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[L'industrie c'est fou] Une nouvelle méthode façon Star Trek pour imprimer un objet en 3D d’un seul bloc

Marine Protais , ,

Publié le

Vidéo Une équipe de recherche à l’Université de Californie à Berkeley a mis au point un procédé d’impression 3D permettant de fabriquer un objet en une seule fois à l’aide d’un vidéoprojecteur. En moins d'une minute, un objet d'un centimètre à la forme complexe peut être réalisé.

[L'industrie c'est fou] Une nouvelle méthode façon Star Trek pour imprimer un objet en 3D d’un seul bloc
Berkeley a mis au point une technique d'impression 3D basée sur la photo polymérisation.
© Berkeley

En moins d’une minute, une figurine d’un centimètre du penseur de Rodin se forme dans un bain de résine. La technologie semble sortie d’un film de science-fiction. Les chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley qui en sont à l’origine l’ont d’ailleurs surnommée "Replicator", référence à la machine qu’utilisent les héros de Star Trek pour fabriquer leur nourriture.

La technologie (celle des chercheurs, pas de Star Trek), baptisée Computed axial lithography (CAL), a été présentée dans la revue Science. Elle consiste à imprimer un objet en 3D en polymérisant un bain de résine polymère photosensible. Concrètement, la résine liquide est placée dans un récipient circulaire. Celui-ci tourne sur lui-même pendant qu’un vidéoprojecteur projette les images des différentes faces de l’objet les unes après les autres. La résine se solidifie lorsqu’elle est éclairée par la lumière du vidéoprojecteur. L’objet ne s’imprime pas couche par couche, mais d’un bloc. L’état de surface est donc beaucoup plus lisse qu’avec un processus additif, limitant ainsi les opérations post-traitement.

inspirés des scanners médicaux

L’autre avantage de la technologie de l’équipe de Berkeley est qu’elle permet d’imprimer de la matière sur un objet déjà existant. Le manche autour de la tige d’un tournevis par exemple. Un aspect qui, selon les chercheurs, ouvre la voie à la personnalisation de masse.

Les chercheurs disent s’être inspirés de la tomodensitométrie pour mettre au point leur procédé. Cette technique d’imagerie médicale permet aux médecins de localiser et mesurer tumeurs et fractures en projetant des rayons X ou d'autres types de rayonnements dans le corps sous différents angles. En mesurant l'absorption des rayons par les tissus, il est possible de reconstruire la géométrie de l'os ou de la tumeur.

"Nous avons inversé ce principe", explique Hayden Taylor, Professeur d’ingénierie mécanique à UC Berkeley sur le site de l’université. "Nous essayons de créer un objet plutôt que d’en mesurer un, mais une grande partie de la théorie sous-jacente à notre technologie vient de la théorie derrière la tomodensitométrie."

Défis technologiques

L’équipe de recherche a dû faire face à deux principaux défis technologiques : la modélisation de la lumière, qui nécessite des calculs complexes pour obtenir les bonnes formes et les intensités exactes, et la formulation du matériau, qui doit rester liquide s’il est exposé à un peu de lumière mais se solidifier lorsqu'il est exposé à beaucoup de lumière.

D’autres procédés de fabrication additive sont basés sur la photo-polymérisation de résine et ont aussi pour ambition de s’affranchir d’un procédé couche par couche. Certaines sont déjà sur le marché : la technologie "Clip" de l’américain Carbon 3D ou celle de la start-up grenobloise Microlight 3D pour la réalisation de pièces microscopiques. La différence reste que ces technologies fonctionnent en projetant une image en 2D ou en polymérisant la matière point par point avec un laser. Les chercheurs de Berkeley polymérisent un volume 3D en une seule fois. C’est aussi ce que parvient à réaliser la start-up Daqri via la projection d’hologrammes, mais seulement, pour le moment, pour des objets très fins comme des trombones.

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