Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont réalisé une avancée susceptible de transformer la production électronique. Ils ont réussi à imprimer en 3D des solénoïdes tridimensionnels, marquant ainsi un progrès majeur dans la fabrication de produits électroniques. Les solénoïdes, constitués d’une bobine de fil enroulée autour d’un noyau magnétique, représentent un composant essentiel dans une variété d’applications électroniques, allant des dispositifs médicaux tels que les machines de dialyse et les respirateurs aux équipements électroménagers comme les machines à laver et les lave-vaisselles. Traditionnellement, la fabrication des solénoïdes implique des techniques complexes.
Le développement d’appareils électroniques entièrement fabriqués en 3D pose actuellement des défis considérables. Cependant, la recherche en cours marque une progression vers des techniques de production plus économiques et moins génératrices de déchets. Ces améliorations pourraient être utilisées dans de nombreux domaines, peut-être même au-delà de notre planète.
Le Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Les électro-aimants imprimés en 3D
La fabrication habituelle des solénoïdes implique l’assemblage complexe de différents matériaux, limitant souvent la taille et la forme des pièces. Cependant, l’utilisation de l’impression 3D, offre la possibilité de dépasser ces contraintes. Les chercheurs du MIT, dirigés par Luis Fernando Velásquez-García, ont résolu les problèmes liés à la compatibilité des matériaux en adaptant leur imprimante 3D multi-matériaux pour superposer trois matériaux différents : un matériau diélectrique servant d’isolant, un matériau conducteur formant la bobine électrique et un matériau magnétique doux qui constitue le noyau. Cette adaptation a permis la création de solénoïdes compacts en une seule pièce, éliminant ainsi les risques d’erreurs d’assemblage. Au cours des expériences, les chercheurs ont réussi à imprimer un électro-aimant avec huit couches d’enroulement, où le fil était disposé en spirale. Grâce à cette modification de l’imprimante, ils ont pu produire des solénoïdes plus compacts mais plus performants. Les résultats ont montré qu’un électro-aimant de 25 mm de diamètre, fabriqué en impression 3D, peut supporter le double du courant électrique et générer un champ magnétique trois fois plus puissant que son équivalent fabriqué de manière traditionnelle.
Malgré l’investissement initial dans un équipement personnalisé, l’utilisation d’électro-aimants imprimés en 3D présente des avantages économiques par rapport aux méthodes de fabrication conventionnelles. Cette avancée pourrait révolutionner les processus de fabrication en minimisant les déchets et améliorant l’accessibilité aux équipements médicaux essentiels, comme les dispositifs de dialyse, surtout dans des régions éloignées. Les avantages potentiels de cette technologie ne se limitent pas à notre planète, ouvrant également des perspectives intéressantes pour l’exploration spatiale. La capacité à fabriquer des pièces électroniques de rechange à l’aide de l’impression 3D pourrait entraîner une réduction des coûts et des délais, offrant une solution durable pour les missions spatiales à long terme. Luis Fernando Velásquez-García du MIT explique : « En plus de rendre l’électronique moins chère sur Terre, ce matériel d’impression pourrait être particulièrement utile dans l’exploration spatiale. Par exemple, au lieu d’expédier des pièces électroniques de remplacement vers une base sur Mars, ce qui pourrait prendre des années et coûter des millions de dollars, on pourrait envoyer un signal contenant des fichiers pour l’imprimante 3D ».
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