Les recettes en une seule casserole rendent la préparation des repas rapide et facile. L’impression 3D à partir d’une seule casserole pourrait faire de même pour la fabrication additive. Aujourd’hui, des chercheurs ont démontré qu’une nouvelle résine permet de créer simultanément des objets solides et des supports structurels dissolvables, en fonction du type de lumière auquel la résine est exposée. Cette approche pourrait élargir les applications des objets imprimés en 3D, notamment les échafaudages, les articulations et les charnières de l’ingénierie tissulaire.
« La photopolymérisation en cuve est connue pour sa rapidité et sa haute résolution, mais l’une des parties les plus angoissantes après l’impression est le retrait manuel des supports pour les structures complexes d’emboîtement et de surplomb », indique Maxim Shusteff, l’un des auteurs correspondants de l’étude. « Nous sommes très heureux de pouvoir utiliser une chimie simple pour résoudre ce problème ».
La polymérisation en cuve produit des objets solides en 3D après que des faisceaux de lumière ont éclairé des résines liquides photoréactives. Cette méthode d’impression 3D est généralement rapide et peu coûteuse. Toutefois, les objets complexes créés par polymérisation en cuve nécessitent généralement des supports tels que des échafaudages temporaires, qui sont fixés lorsque l’objet original est plongé dans un deuxième lot de résine. Cette deuxième étape ajoute du temps et des frais au processus en raison de la résine supplémentaire et des efforts supplémentaires nécessaires pour retirer les supports temporaires.
Shusteff, Sijia Huang et leurs collègues ont mis au point une méthode de polymérisation en cuve en un seul pot, en formulant une résine unique qui durcit en matériaux permanents et dissolvables lorsqu’elle est exposée aux UV et à la lumière visible, respectivement. Ils ont également créé une imprimante 3D spéciale qui émet les deux types de lumière, ce qui permet aux chercheurs d’imprimer simultanément un objet et ses supports.
Les chercheurs ont mélangé différents composants, notamment des monomères d’acrylate/méthacrylate et d’époxy, ainsi que des substances photoréactives qui absorbent à la fois la lumière visible et la lumière UV, pour créer leur résine en un seul pot. Lors des premiers essais avec la substance photoréactive, ils ont observé que sous l’effet de la lumière visible, les monomères d’acrylate se solidifiaient et formaient des matériaux de support dissolubles à base d’anhydride. Sous la lumière UV, mais pas sous la lumière visible, les monomères époxydiques durcissaient pour former la partie permanente de l’objet.
Pour dissoudre le matériau de support, les chercheurs ont ajouté les objets à une solution d’hydroxyde de sodium à température ambiante, et l’objet permanent a été révélé en 15 minutes. Il est important de noter que les échafaudages à base d’anhydride se sont dégradés en composés non toxiques.
Lors de démonstrations ultérieures de la nouvelle approche, l’équipe de Shusteff et Huang a créé des structures de plus en plus complexes : un damier, une croix, des anneaux imbriqués, une balle dans une cage et deux balles dans une hélice.
Article : « Dual-Wavelength Simultaneous Patterning of Degradable Thermoset Supports for One-Pot Embedded 3D Printing » – DOI : 10.1021/acscentsci.5c00337
Source : ACS
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