Et si les hologrammes permettait de faire de l’impression 3D additive à la vitesse de l’éclair ? C’est la proposition de l’EPFL et de l’Université du Danemark. Preuves à l’appui !
Impression 3D volumétrique
L’impression 3D volumétrique, également connue sous le nom d’impression 3D tomographique, est une technique révolutionnaire qui permet de créer des objets en trois dimensions en projetant des motifs lumineux dans une cuve de résine liquide. Contrairement aux méthodes traditionnelles de fabrication additive qui déposent de la matière couche par couche, l’impression 3D volumétrique permet de concevoir des pièces en un temps record en « figeant » un volume de matériau défini. Cette méthode offre non seulement une rapidité accrue, mais elle élimine également le besoin de supports d’impression, car la résine elle-même agit comme support.
Cependant, malgré ses avantages, l’impression 3D volumétrique présente certaines limites. Elle est moins efficace et consomme beaucoup d’énergie. En effet, seulement 1 % de la lumière codée atteint effectivement la résine pour créer la pièce souhaitée, nécessitant ainsi une grande quantité de lumière pour obtenir des résultats satisfaisants.
L’holographie au service de l’impression 3D volumique
Pour surmonter ce défi, une équipe de scientifiques de l’EPFL et de l’Université du Danemark du Sud a exploré l’utilisation des hologrammes dans l’impression 3D volumétrique. Ils ont projeté un hologramme directement sur le bac de résine en rotation. Les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient ainsi réduire la quantité d’énergie nécessaire. De plus, cette méthode augmente considérablement la résolution des objets imprimés. Christophe Moser, qui dirige l’équipe de chercheurs, explique : « L’ensemble des entrées de pixels contribue à l’image holographique dans tous les plans, ce qui nous donne une meilleure efficacité lumineuse ainsi qu’une meilleure résolution spatiale dans l’objet 3D final car les motifs projetés peuvent être contrôlés dans la profondeur de projection.«
L’équipe utilise HoloTile pour générer les hologrammes, une méthode qui permet de reproduire encore plus fidèlement des pièces en 3D. Grâce à cette technique, ils ont réussi à imprimer divers objets. Par exemple, des benchy, des cylindres et des sphères. Le tout en moins de 60 secondes. De plus, cette méthode des hologrammes utilise 25 fois moins de puissance optique que les autres méthodes d’impression 3D volumétrique.
Un travail d’optimisation reste à faire
Bien que cette méthode soit prometteuse, des optimisations supplémentaires sont nécessaires. Les chercheurs aimeraient, par exemple, éliminer la rotation de la cuve de résine pour simplifier le processus et réduire encore la consommation d’énergie. En termes d’applications, l’équipe voit un potentiel intéressant pour des applications biomédicales. Maria Isabel Alvarez-Castaño, étudiante à l’EPFL et auteure principale, conclut : « Nous souhaitons utiliser notre approche pour construire des formes 3D complexes de structures biologiques, nous permettant ainsi de bio-imprimer, par exemple, des modèles de tissus ou d’organes grandeur nature. »
Ce type de procédé permettrait à l’avenir de faciliter l’implantation de l’impression 3D dans les entreprises et les foyers. Un des freins à son introduction majeure dans la société est le temps d’impression qui se calcule en heures. Désormais, nous ne parlerions que de minutes.
Crédit illustration en introduction : LAPD EPFL
Source : EPFL
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