Un étudiant en génie aide des experts fédéraux à résoudre un problème d’impression 3D compliqué

Un étudiant en génie aide des experts fédéraux à résoudre un problème d'impression 3D compliqué

Maintenant vous le voyez, maintenant vous ne le faites pas: impression tomographique à l’aide du bain d’index goopy. La lumière verte dans le flacon est la fluorescence – un sous-produit du processus d’impression 3D qui met en évidence de manière pratique le chemin de la lumière dans le flacon. Crédit: Université de Waterloo

L’impression tomographique 3D est une technologie révolutionnaire qui utilise la lumière pour créer des objets en trois dimensions. Un projecteur envoie de la lumière sur un flacon rotatif contenant une résine photodurcissable, et en quelques secondes la forme souhaitée se forme à l’intérieur du flacon. Les projections de lumière nécessaires pour solidifier des régions 3D spécifiques du polymère sont calculées à l’aide de concepts d’imagerie tomographique.

La technologie a été démontrée pour la première fois par des chercheurs de l’Université de Californie, Berkeley et Lawrence Livermore National Labs en 2019, et un groupe suisse de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en 2020. Elle est nettement plus rapide que l’impression 3D traditionnelle en couches, peut imprime autour des objets existants et ne nécessite pas de structures de support.

Bien qu’incroyable, la technologie peut devenir désordonnée en laboratoire. La forme ronde du flacon lui permet de réfracter les rayons comme une lentille. Pour contrer cela, les experts utilisent un bain de correspondance d’indice rectangulaire qui fournit une surface plane pour que les rayons passent correctement. Le flacon de résine doit être plongé dans et hors du bain à chaque utilisation, créant une situation visqueuse.

Nouvelles équations et technologie de coupe de code en vrac

C’était gluant, c’est-à-dire jusqu’à ce qu’un étudiant de l’Université de Waterloo se joigne au Conseil national de recherches du Canada (CNRC) pour un stage coopératif virtuel en 2020. Kayley Ting, qui prépare un baccalauréat en sciences appliquées (BASc) en génie biomédical, a travaillé avec des experts en vision industrielle et en impression 3D des centres de recherche sur les technologies numériques et les technologies de sécurité et de rupture du CNRC.

Ensemble, ils ont développé une technologie qui corrige par calcul les distorsions optiques. De nouvelles équations compensent la forme ronde du flacon et éliminent le besoin du bain carré et gluant, tout en permettant la production presque instantanée de formes de polymère précises à l’aide de la lumière.

L’équipe a également développé un nouveau code pour programmer l’imprimante afin qu’elle puisse produire des objets complexes et être facilement utilisée par des non-experts. Ils ont récemment publié leur nouvelle méthode et leurs découvertes dans Optique Express, une revue scientifique en libre accès, et a révélé quelques formes éblouissantes qu’ils ont produites.

Un étudiant en génie aide des experts fédéraux à résoudre un problème d'impression 3D compliqué

Crédit: Université de Waterloo

Le terme de coopérative virtuelle génère de réels progrès

En raison des restrictions relatives à la pandémie COVID-19, Kayley n’a pas pu accéder au laboratoire d’Ottawa où les objets sont imprimés. Mais cela ne l’a pas empêchée d’innover à distance. Pour imprimer des objets complexes à l’aide de fichiers STL, Kayley a écrit le code qui importe le fichier objet 3D, le découpe et convertit les tranches 2D en projections lumineuses qui seront projetées sur le flacon. Des calculs intensifs sont nécessaires à cette étape.

«Alors que le traitement d’un fichier d’impression prenait environ une heure, l’exécution de la version Kayley du code prend généralement moins d’une minute», explique Antony Orth, chargé de recherche chez Digital Technologies et superviseur de Kayley.

Les progrès réalisés par Kayley pendant son stage de travail virtuel au CNRC auront des applications pratiques à l’avenir.

<< Kayley a également produit une interface utilisateur simple avec des boutons et des menus qui permet aux gens d'utiliser l'imprimante sans savoir coder. C'est une énorme affaire pour nous car cela rendra la technologie beaucoup plus utilisable au CNRC et pour les autres intéressés par la tomographie. L'impression 3D », explique Chantal Paquet, chargée de recherche chez Security and Disruptive Technologies.


De nouveaux matériaux contribuent à étendre l’impression 3D volumétrique


Plus d’information:
Antony Orth et coll. Correction de la distorsion des rayons dans la fabrication additive tomographique, Optique Express (2021). DOI: 10.1364 / OE.419795

Fourni par l’Université de Waterloo

Citation: Un étudiant en génie aide des experts fédéraux à résoudre un problème d’impression 3D désordonné (2021, 6 mai) récupéré le 6 mai 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-05-student-federation-experts-messy-3dprinting.html

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