S’appuyer sur des hologrammes pour améliorer le processus d’impression 3D

Les hologrammes peuvent-ils améliorer le processus de fabrication additive ? C’est tout l’objet de l’étude menée par une équipe de scientifiques de l’EPFL et de l’Université du Danemark du Sud. Ils ont cherché à comprendre comment perfectionner le procédé d’impression 3D volumétrique basé sur la tomographie. Celui-ci permet de concevoir des pièces en un temps record : au lieu de déposer de la matière couche par couche, des faisceaux laser sont projetés sur le bac de résine en rotation. Si la méthode offre un gain de temps considérable, elle est aussi plus inefficace et énergivore. Mais l’équipe de scientifiques semblerait avoir trouver une solution en s’appuyant sur la projection d’un hologramme directement sur le bac de résine en mouvement. En quoi cette méthode peut-elle impacter le marché de la fabrication additive ?

Cela fait maintenant quelques années qu’on entend parler de l’impression 3D volumétrique, aussi connue sous le nom d’impression 3D tomographique. Elle consiste à projeter de façon répétée un motif dans une cuve remplie de résine liquide transparente, et ce, sous différents angles. Contrairement à la fabrication additive, il est possible de créer une forme en une seule fois puisqu’on ne vient pas superposer des couches mais “figer” un volume de matériau défini. Au-delà de la rapidité du processus, l’utilisateur s’affranchit également des supports d’impression puisque la résine agit comme tel, à l’instar du bac de poudre en SLS.

Seulement, ce procédé a certaines limites. Les chercheurs de l’EPFL ont en effet constaté qu’il n’est pas très efficace et consomme beaucoup d’énergie. En fait, 1 % de la lumière codée touche véritablement la résine pour créer la pièce voulue. Il faut donc beaucoup de lumière pour garantir un minimum de résultats. Pour pallier ce défi, les chercheurs ont projeté un hologramme directement sur le bac de résine en rotation. Ils se sont aperçus que non seulement ils réduisaient la quantité d’énergie nécessaire mais qu’ils augmentaient considérablement la résolution. Christophe Moser dirige l’équipe de chercheurs et explique :

L’ensemble des entrées de pixels contribue à l’image holographique dans tous les plans, ce qui nous donne une meilleure efficacité lumineuse ainsi qu’une meilleure résolution spatiale dans l’objet 3D final car les motifs projetés peuvent être contrôlés dans la profondeur de projection.

L’équipe s’appuie sur HoloTile pour générer les hologrammes, une méthode qui permet de reproduire encore plus fidèlement des pièces en 3D. Pour l’instant, elle a imprimé en 3D différentes pièces comme des benchy, des cylindres, des sphères, le tout en moins de 60 secondes et en employant 25 fois moins de puissance optique que les autres méthodes d’impression volumétrique.

Il reste encore des optimisations à apporter à ce procédé pour le perfectionner. En effet, les chercheurs expliquent qu’ils aimeraient ne plus faire pivoter la cuve de résine pour simplifier le procédé et réduire encore la consommation d’énergie. Enfin, côté applications, l’équipe note un potentiel intéressant pour des applications biomédicales. Maria Isabel Alvarez-Castaño, étudiante à l’EPFL et auteure principale, conclut : “Nous souhaitons utiliser notre approche pour construire des formes 3D complexes de structures biologiques, nous permettant ainsi de bio-imprimer, par exemple, des modèles de tissus ou d’organes grandeur nature.” Vous pouvez cliquer ICI pour en savoir plus.

Que pensez-vous de cette méthode d’impression 3D développée par l’EPFL ? N’hésitez pas à partager votre avis dans les commentaires de l’article. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou LinkedIn !

*Crédits de toutes les photos : LAPD EPFL