A l’Université de sciences appliquées de Zurich (ETH), un doctorant du département d’ingénierie des processus et de mécanique a mis au point une technique de fabrication additive pour créer en une seule fois des objets contenant des aimants. Kai von Petersdorff-Campen a baptisé son procédé “Embedded magnet printing” et fabriqué un prototype de pompe cardiaque pour démontrer ses avancées. Un procédé d’impression 3D magnétique qui pourrait changer la façon dont les ingénieurs développent et testent leurs designs.
L’impression 3D magnétique est encore assez limitée aujourd’hui, bien que des chercheurs se penchent sur la question. On sait que certaines initiatives ont permis de développer des matériaux hybrides, voire directement de l’électronique. Le doctorant suisse a quant à lui voulu se pencher sur le développement d’un filament plastique chargé en aimants, un processus qui a fait parler de lui dans le monde.
Le prototype de la pompe cardiaque
Le procédé “Embedded magnet printing” consisterait à mélanger une poudre magnétique au plastique pour former un filament d’impression 3D. En utilisant la technologie de dépôt de matière fondue et une imprimante 3D Prusa i3, ces filaments sont extraits couche par couche et forment la pièce souhaitée. Celle-ci serait ensuite magnétisée dans un champ externe. Petersdorff-Campen explique que la difficulté principale dans le développement du filament magnétique était de trouver les bonnes proportions à mélanger. Il a découvert que plus la poudre magnétique ajoutée aux granulés de plastique était forte, plus la force magnétique augmentait ce qui venait toutefois fragiliser le filament. Le chercheur a finalement réussi à trouver un bon équilibre entre puissance (en termes de magnétisme) et souplesse. “Nous avons testé divers plastiques et mélanges jusqu’à ce que les filaments soient suffisamment flexibles pour l’impression, tout en conservant une force magnétique suffisante”, a ajouté Petersdorff-Campen.
Petersdorff-Campen a testé sa méthode en créant un prototype de pompe cardiaque rotative qui intègre des aimants, ces derniers étant les composants critiques de l’objet. Son prototype a été imaginé pour être complexe sur le plan géométrique et magnétique. Il explique : “Mon but n’était pas tant de fabriquer une pompe cardiaque fiable, mais plus de démontrer qu’elle pouvait être conçue en une seule étape.” Il aura fallu 15 heures pour imprimer la pompe cardiaque artificielle, composée de 10 pièces dont 8 aimants.
Crédits photo : ETH Zurich
Le suisse confirme que ses travaux de recherche ont seulement pour but de tester le principe d’impression magnétique intégrée; il affirme que ses filaments ne sont pas à vendre. Il conclut : “Il y a encore beaucoup à améliorer en termes de matériaux et de traitement. Le filament n’est pas totalement au point, c’est juste un début pour montrer ce qu’on peut faire aujourd’hui.” Cette méthode pourrait servir à fabriquer des moteurs électriques, utilisés dans l’électroménager, les disques durs ou les haut-parleurs. Vous pouvez retrouver davantage d’informations sur le site de l’ETH Zurich et dans la vidéo ci-dessous :
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