L’impression 3D par son direct permettrait de créer des implants à l’intérieur du corps
Des chercheurs de l’Université Concordia ont mis au point une nouvelle plateforme technologique qui utilise des ondes ultrasonores pour créer des objets complexes et précis. Les chercheurs ont réussi à utiliser le son pour solidifier un liquide en plastique. Cette impression 3D dite à sons directs pourrait permettre à l’avenir de créer des implants directement dans le corps.
Dans l’impression Direct Sound Printing (DSP), des ondes sonores à ultra-haute fréquence sont concentrées pendant seulement un trillionième de seconde sur un point de résine liquide. Cette concentration brève mais puissante entraîne la formation d’une minuscule bulle, qui possède à son tour suffisamment d’énergie pour déclencher une réaction chimique qui solidifie la résine. La plupart des méthodes d’impression 3D actuellement utilisées sont basées sur des réactions activées soit par la lumière, soit par la chaleur, ce qui permet de manipuler les polymères avec précision. Cette nouvelle méthode d’impression 3D pourrait donc offrir une troisième option pour créer de nouveaux objets. Le professeur Muthukumaran Packirisamy, auteur correspondant du rapport de recherche, a commenté :
« Les fréquences ultrasonores sont déjà utilisées dans des procédures destructives comme l’ablation au laser. Nous voulions les utiliser pour créer quelque chose »
Qu’est-ce que l’impression 3D par son direct ?
L’impression 3D sonore est basée sur des réactions chimiques créées par des fluctuations de pression dans de minuscules bulles en suspension dans une solution liquide de polymère. Les chercheurs ont découvert qu’en utilisant un type spécifique d’ultrasons à une fréquence et une puissance spécifiques, ils pouvaient créer des régions chimiquement réactives très localisées et très concentrées. Les réactions provoquées par les oscillations induites par les ondes ultrasonores dans les micro-vésicules sont intenses, même si elles ne durent que quelques picosecondes. Les températures y atteignent une pression d’environ 1 000 fois la pression atmosphérique au niveau de la mer et environ 15 000 degrés Celsius. Le temps de réaction est ici si court que le matériau environnant n’est pas affecté par les hautes températures ainsi provoquées.
Les chercheurs de l’Université Concordia ont expérimenté un polymère appelé polydiméthylsiloxane (PDMS), qui est déjà utilisé dans la fabrication additive. À l’aide d’un transducteur, ils ont généré un champ ultrasonique qui pénètre dans le corps pour solidifier sélectivement la résine liquide, la déposant sur une forme de plaque ou un autre objet préalablement solidifié. Le transducteur se déplace le long d’une trajectoire prédéterminée, créant l’objet souhaité pixel par pixel. L’impression 3D par son direct pourrait offrir de nouvelles possibilités, jusqu’alors inimaginables, en matière de fabrication additive. Le son peut pénétrer dans des corps ou des dispositifs solides, offrant la possibilité de fabriquer des implants directement à l’intérieur du corps, plutôt que d’insérer chirurgicalement des implants fabriqués à l’extérieur. Par exemple, le chercheur Mohsen Habib affirme que la méthode DSP introduit la possibilité d’une impression non invasive dans les profondeurs du corps.
Représentation graphique du processus (crédits photo : Nature Communications)
Applications polyvalentes
La polyvalence de ce procédé d’impression 3D pourrait profiter aux industries qui dépendent d’équipements très spécifiques et sensibles. Par exemple, le DSP pourrait être utilisé dans l’ingénierie et la réparation aérospatiales, car les ondes ultrasonores pénètrent les surfaces opaques telles que les coques métalliques. Cela pourrait permettre aux équipes de maintenance d’entretenir des pièces situées au plus profond du fuselage d’un avion et difficiles à atteindre par d’autres moyens. La technologie DSP pourrait également avoir des applications médicales et être utilisée pour imprimer des implants ou autres à l’intérieur du corps des humains et des animaux. Regardez la vidéo ci-dessous pour en savoir plus sur le sujet ou téléchargez l’article de Nature Communications ICI.
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