Une nouvelle technologie de « repassage » permet d'obtenir de multiples qualités à partir d'un seul matériau imprimé en 3D

En temps normal, l'impression 3D d'objets multicolores et à textures multiples est un processus relativement complexe et inefficace. Cela pourrait toutefois bientôt changer grâce à une nouvelle technique astucieuse qui consiste à « repasser » un support d'impression sensible à la température après l'extrusion.

Lorsque la plupart des gens pensent à un objet imprimé en 3D, ils imaginent probablement un objet d'une seule couleur et d'une seule texture. Ces objets sont fabriqués en déposant des couches successives d'un seul type de polymère fondu qui durcit en refroidissant.

Pour imprimer un objet unique avec des couleurs ou des textures différentes à différents endroits, on utilise généralement une imprimante multi-buses (bien que certaines alternatives soient en cours de développement ). Ses buses se relaient tout au long du processus d'impression, chacune déposant un type de polymère différent pour créer une partie différente de l'objet.

L'inconvénient majeur de cette approche est que les imprimantes 3D à buses multiples passent d'une buse à l'autre et gaspillent donc plus de supports d'impression que leurs homologues à buse unique. De plus, il n'existe aucun moyen de passer progressivement d'un polymère à l'autre au sein de l'objet imprimé : les frontières entre les polymères sont très abruptes, ce qui n'est pas toujours souhaitable.

Une alternative proposée consiste à utiliser une seule buse pour déposer un seul polymère spécial, qui prend différentes couleurs ou textures en fonction de la température à laquelle la buse le chauffe. Le problème est que la buse met un certain temps à chauffer ou à refroidir, ce qui rend le processus d'impression également trop long.

C'est là qu'intervient le « repassage à vitesse modulée ».

Développé par des scientifiques du MIT et de l'Université de technologie de Delft aux Pays-Bas, le procédé utilise une imprimante 3D à deux buses non modifiée, ainsi qu'un seul support d'impression polymère contenant un ingrédient actif sensible à la chaleur.

La première buse fait fondre et dépose le polymère à une température constante, comme elle le ferait normalement. La deuxième buse ne dépose rien et reste également à une température constante, mais elle se déplace d'avant en arrière sur la surface du polymère déposé à des vitesses variables. Plus elle s'attarde dans une zone, plus cette zone devient chaude et plus la réaction du principe actif est importante.

En modulant la vitesse de la deuxième buse, les chercheurs peuvent faire varier la teinte des matériaux pour créer des objets aux motifs complexes

La technologie a déjà été testée avec trois types de supports d’impression.

L'un d'eux contenait des particules qui moussaient lorsqu'elles étaient chauffées, ce qui faisait varier l'aspect opaque ou translucide du polymère imprimé, et le rendait rugueux ou lisse au toucher. Ce matériau a notamment été utilisé pour imprimer des bouteilles d'eau avec des graphismes opaques sur un fond translucide, ainsi que des poignées de guidon de vélo qui étaient lisses à certains endroits et rugueuses à d'autres.

Les deux autres supports contenaient des fibres de bois et de liège, qui donnaient toutes deux au polymère une couleur plus foncée lorsqu'elles se carbonisaient lorsqu'elles étaient chauffées.

Une poignée de vélo rugueuse et adhérente là où elle doit l'être, imprimée à l'aide de la nouvelle technologieMIT

Les scientifiques ont déjà créé des modèles informatiques qui déterminent la vitesse à laquelle la deuxième buse doit se déplacer tout au long du processus d'impression, afin d'obtenir les effets souhaités sur un support d'impression spécifique. Ils étudient maintenant la possibilité d'utiliser cette technologie pour faire varier les propriétés acoustiques et mécaniques d'un seul objet imprimé.

Un article sur cette recherche, menée par la professeure Stefanie Mueller du MIT et la professeure adjointe Zjenja Doubrovski de Delft, est disponible en ligne. Le processus de repassage à vitesse variable est présenté dans la vidéo suivante.

https://news.mit.edu/2024/new-3d-printing-technique-creates-unique-objects-using-less-waste-1010