L’impression 3D, technologie de pointe, transforme radicalement les secteurs de l’aérospatiale, de la médecine, de l’automobile et de la fabrication, en offrant une personnalisation sans précédent des pièces et prototypes. Une équipe de chercheurs repousse les limites de cette technologie pour créer des matériaux plus résistants et révolutionner notre approche de la fabrication.
Une équipe de chimistes et de scientifiques des matériaux des Laboratoires nationaux de Sandia a mis au point un nouveau processus d’impression 3D. Ce dernier permet de produire des matériaux non métalliques plus résistants à une vitesse record, cinq fois supérieure à celle des méthodes d’impression 3D traditionnelles.
Samuel Leguizamon, un scientifique des matériaux, a dirigé cette équipe innovante. Ils ont développé SWOMP, acronyme anglais pour «Selective Dual-Wavelength Olefin Metathesis 3D-Printing», qui se distingue par l’utilisation d’une lumière à double longueur d’onde, contrairement au processus d’impression traditionnel.
Comment fonctionne l’impression 3D
L’impression 3D traditionnelle par cuve fonctionne en irradiant une cuve de résine photosensible liquide selon un motif désiré. Lorsque la résine est exposée à la lumière, elle durcit en une couche de polymère. Cependant, ce processus est ralenti par la nécessité de détacher délicatement chaque couche durcie pour éviter les dommages. Leah Appelhans, co-créatrice, compare ce processus à la cuisson de cookies, où chaque couche doit être manipulée avec soin pour éviter la déformation.
Lumière UV et lumière bleue
La clé de la nouvelle méthode réside dans l’utilisation combinée de deux types de lumière : ultraviolette et bleue. Cette approche permet de prévenir la polymérisation au fond de la cuve, facilitant ainsi le détachement des pièces imprimées et accélérant significativement le processus d’impression.
Ce nouveau processus ne vise pas uniquement à améliorer l’efficacité de l’impression 3D, mais également à renforcer la résistance des matériaux imprimés. La plupart des matériaux imprimés par polymérisation en cuve sont à base d’acrylique, une matière loin d’être la plus robuste. L’équipe a exploré l’utilisation du dicyclopentadiène, un composé utilisé dans la production de peintures, de vernis et de retardateurs de flamme pour les plastiques, pour développer une méthode permettant de le polymériser plus rapidement avec la lumière, rendant son utilisation plus efficace dans l’impression 3D.
Ouvrir un nouveau monde d’impression 3D
L’équipe espère que leur nouveau processus d’impression ouvrira de nouvelles perspectives dans le monde de l’impression 3D. Ils envisagent déjà des applications dans des domaines aussi variés que l’aérospatiale, l’automobile, les batteries et même la fusion nucléaire. De plus, cette technologie pourrait faciliter l’impression 3D dans des zones reculées, où l’accès aux machines et aux pièces est limité, comme dans l’espace, sur la Lune ou dans des bases militaires isolées.
Les possibilités semblent infinies. Comme le souligne Leah Appelhans, l’attrait de la chimie réside dans le potentiel de créer quelque chose d’inédit. L’impression 3D applique cette connaissance chimique à des résultats concrets, tangibles et innovants, ouvrant la voie à des avancées significatives dans de nombreux domaines.
Article adapté du contenu de l’auteur : Kim Vallez Quintana
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