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9 Avr, 2024

Une imprimante 3D intelligente s’adapte à des matériaux inconnus

Une imprimante 3D intelligente s’adapte à des matériaux inconnus

L’imprimante modifiée utilisée dans l’étude – à terme, les fabricants de supports d’impression 3D pourraient utiliser des dispositifs similaires.

Un système récemment mis au point pourrait révolutionner le monde de l’impression 3D en rationalisant l’adoption de nouveaux supports d’impression. Il pourrait s’agir de matériaux fabriqués à partir d’ingrédients entièrement renouvelables ou plus recyclables que les options actuelles.

La plupart des imprimantes 3D utilisent un processus connu sous le nom de fabrication par filament fondu (FFF). Ce procédé consiste à chauffer un filament de polymère jusqu’à son point de fusion, puis à l’extruder à travers une buse. Des couches successives du matériau fondu sont déposées l’une sur l’autre, formant un objet solide unique au fur et à mesure qu’elles refroidissent et fusionnent.

Mais ce n’est pas aussi simple.

Selon la formulation du polymère, le filament doit être chauffé à une température spécifique, soumis à une certaine pression et extrudé à une certaine vitesse.

En tenant compte de ces variables et d’autres encore, les développeurs doivent généralement déterminer jusqu’à 100 paramètres qui doivent être respectés par les imprimantes utilisant le matériau. Toutes ces données doivent ensuite être saisies dans le logiciel utilisé pour contrôler ces appareils. Comme cette opération manuelle est très fastidieuse, la plupart des entreprises s’en tiennent à des supports éprouvés au lieu d’expérimenter d’autres solutions.

Afin de remédier à cette situation, des scientifiques du MIT, de l’Institut national américain des normes et de la technologie et du Centre national grec pour la recherche scientifique ont mis au point un nouveau système.

Il utilise une imprimante 3D spéciale dont l’extrudeuse est équipée d’un capteur de température, d’un capteur de pression et d’un capteur de vitesse d’alimentation.

Schéma de l’extrudeuse modifiée

Lors d’un test de 20 minutes, la buse d’impression de l’extrudeuse est initialement réglée à sa température la plus élevée, le matériau étant extrudé à travers elle à un débit donné. Le chauffage est ensuite éteint et le matériau continue d’être extrudé à différentes pressions – et à différentes températures, au fur et à mesure que la buse refroidit.

Ce processus est répété à différents débits, au cours des 20 minutes. À la fin du test, le logiciel du système est capable d’indiquer comment le matériau est affecté par des températures, des pressions et des débits spécifiques. Ces informations peuvent ensuite être ajoutées aux fichiers utilisés par les imprimantes 3D FFF ordinaires lorsqu’elles impriment des objets à partir du nouveau matériau.

Exemples d’objets imprimés à partir de six supports d’impression différents, tous évalués à l’aide du nouveau système

La technologie a déjà été testée avec succès sur six supports d’impression différents et est décrite dans un article récemment publié dans la revue Integrating Materials and Manufacturing Innovation.

« Dans cet article, nous démontrons une méthode qui peut prendre tous ces matériaux intéressants qui sont biosourcés et fabriqués à partir de diverses sources durables et nous montrons que l’imprimante peut trouver d’elle-même comment imprimer ces matériaux », explique l’auteur principal, le professeur Neil Gershenfeld du MIT. « L’objectif est de rendre l’impression 3D plus durable.

https://news.mit.edu/2024/3d-printer-can-print-with-unknown-material-0408

https://link.springer.com/article/10.1007/s40192-024-00350-w