Une méthode d’impression 3D rotative multimatériaux

Une équipe de chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences et du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de l’université de Harvard s’est inspirée de la nature pour mettre au point une méthode d’impression 3D assez surprenante : en s’appuyant sur les structures en formes d’hélice que l’on retrouve principalement dans les plantes, ils ont conçu une imprimante 3D qui combine 4 matériaux différents et une buse rotative permettant de déposer un filament hélicoïdal. Pour l’instant, l’équipe aurait imprimé en 3D des structures de différentes rigidités dont les applications pourraient être intéressantes en robotique par exemple. 

Ce n’est pas la première fois que l’Homme s’appuie sur le comportement de la nature pour innover : en impression 3D, on évoque souvent le biomimétisme et de nombreux projets viennent imiter les structures qui nous entourent. On pense par exemple aux structures en treillis qui reproduisent les nids d’abeille. Dans ce projet en particulier, il s’agit de s’inspirer des formes hélicoïdales que l’on retrouve dans nos systèmes biologiques, aussi bien dans les plantes que dans nos muscles. En fait, ce sont nos protéines qui s’assemblent entre elles et qui, en prenant cette forme d’hélice, déclenchent leur contraction. Il serait donc intéressant de pouvoir concevoir une structure capable de se contracter grâce aux propriétés du matériau. C’est la piste explorée par nos chercheurs. 

Fonctionnement de l’impression 3D rotative multimatériaux

La solution de fabrication additive imaginée est composée de 4 cartouches contenant des encres différentes – imaginez de grandes seringues. Elles sont reliées à une buse complexe rotative qui, au fur et à mesure de son déplacement, permet de créer un filament avec des propriétés hélicoïdales. Natalie Larson, auteure de l’étude, explique : « L’impression rotative multimatériaux nous permet de générer des filaments hélicoïdaux fonctionnels et des treillis structurels dont l’architecture est contrôlée avec précision et, en fin de compte, les performances. »

Justement, côté applications, les chercheurs seraient en mesure d’imprimer des structures capables de se contracter lorsque soumises à une tension. Cette contraction serait programmable en fonction du degré d’enroulement des encres entre elles. Ils pourraient également jouer sur la rigidité des structures imprimées en 3D : la matrice de base serait souple et à l’intérieur, on aurait des encres rigides réglables, à l’image d’un ressort métallique dans un matelas mou. L’équipe explique que cela pourrait être utile pour créer des charnières dans des robots souples par exemple.

Et les travaux de recherche n’en sont qu’à leurs débuts ! Le champ des possibles est large et il nous tarde de voir quels seront les prochains développements ! Natalie Larson conclut : « En concevant et en construisant des buses avec des caractéristiques internes plus extrêmes, la résolution, la complexité et les performances de ces structures hiérarchiques bioinspirées pourraient être encore améliorées. » En attendant, retrouvez plus d’informations ICI. 

Que pensez-vous de cette méthode d’impression 3D rotative multimatériaux ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !