Les objets peuvent désormais être imprimés en 3D en résine opaque

Les objets peuvent désormais être imprimés en 3D en résine opaque

Un petit Yoda. Crédit : © 2022 EPFL

Une équipe d’ingénieurs de l’EPFL a mis au point une méthode d’impression 3D qui utilise la lumière pour fabriquer des objets en résine opaque en quelques secondes. Leur percée pourrait avoir des applications prometteuses dans l’industrie biomédicale, comme la fabrication d’artères artificielles.

En 2017, des ingénieurs du Laboratoire de dispositifs photoniques appliqués (LAPD) de l’EPFL, au sein de la Faculté des sciences de l’ingénieur, ont conçu une imprimante 3D capable de fabriquer des objets presque instantanément. Aujourd’hui, cinq ans plus tard, l’équipe a amélioré sa machine et sa méthode d’impression et peut produire des objets en résine opaque, ce qui n’était jamais possible auparavant.

Un petit Yoda

L’imprimante 3D de l’EPFL est l’une des plus rapides au monde. Alors que la plupart des imprimantes 3D fonctionnent en déposant une matière couche par couche dans un procédé dit de fabrication additive, celle de l’EPFL utilise une méthode volumétrique. “Nous versons la résine dans un récipient et la tournons”, explique Christophe Moser, professeur au LAPD.

« Ensuite, nous éclairons le récipient sous différents angles, provoquant la solidification de la résine partout où l’énergie accumulée dans la résine dépasse un niveau donné. C’est une méthode très précise et peut produire des objets à la même résolution que les techniques d’impression 3D existantes. La méthode volumétrique des ingénieurs peut être utilisée pour des objets de presque toutes les formes, et ils ont décidé de la tester en créant un minuscule Yoda. Il ne leur a fallu que 20 secondes pour fabriquer la figurine, contre une dizaine de minutes pour un procédé de fabrication additive classique.

Les objets peuvent désormais être imprimés en 3D en résine opaque

Trois objets imprimés en 3D : un en résine transparente (à gauche) ; un en résine opaque, sans correction (au milieu) ; et un en résine opaque, avec correction (à droite). Crédit : © Alain Herzog 2022 EPFL

Utiliser la lumière pour solidifier les matériaux

Les rayons lumineux sont capables de solidifier la résine en interagissant avec un composé photosensible contenu dans le plastique. “Notre méthode ne fonctionne que si la lumière traverse la résine en ligne droite sans être déviée”, explique Antoine Boniface, postdoc au LAPD. “Jusqu’à présent, nous avons toujours utilisé de la résine transparente, mais nous voulions voir si nous pouvions imprimer des objets dans le type de résine opaque utilisée dans l’industrie biomédicale.”

Le défi de l’utilisation de résine opaque dans les processus volumétriques est que la lumière ne se propage pas en douceur, ce qui rend difficile l’accumulation de la quantité d’énergie nécessaire à la solidification de la résine. “Avec la résine opaque, nous avons perdu beaucoup de résolution dans l’objet imprimé”, explique Jorge Madrid-Wolff, titulaire d’un doctorat. étudiant au LAPD. “Nous avons donc essayé de trouver une solution qui nous permettrait de fabriquer des objets dans cette résine mais sans perdre les avantages de notre imprimante 3D.”

Ajustement des calculs informatiques

La solution que les ingénieurs ont trouvée était en fait assez simple. Tout d’abord, ils ont utilisé une caméra vidéo pour observer la trajectoire de la lumière à travers la résine, puis ont conçu des calculs informatiques pour compenser la distorsion des rayons lumineux. Ils ont programmé leur imprimante pour exécuter ces calculs et corriger les rayons lumineux pendant le fonctionnement de l’imprimante. Cela garantissait que la quantité d’énergie nécessaire pour solidifier la résine serait atteinte aux endroits souhaités. En ajustant les calculs informatiques, les ingénieurs ont pu imprimer des objets en résine opaque avec presque la même précision que pour la résine transparente, une avancée importante.

La méthode LAPD peut être utilisée pour imprimer en 3D des matériaux biologiques, tels que des artères artificielles. Dans une prochaine étape, les ingénieurs espèrent pouvoir imprimer plusieurs matériaux à la fois et augmenter la résolution de leur imprimante d’un dixième de millimètre à un micromètre. Les recherches des ingénieurs ont été publiées dans Sciences avancées.


Rendre l’impression 3D vraiment 3D


Plus d’information:
Jorge Madrid-Wolff et al, Contrôle de la lumière dans les matériaux de diffusion pour la fabrication additive volumétrique, Sciences avancées (2022). DOI : 10.1002 / advs.202105144

Provided by
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Citation: Les objets peuvent désormais être imprimés en 3D en résine opaque (2022, 23 mai) récupéré le 23 mai 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-05-3d-printed-opaque-resin.html

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