Brèves d'actualité sur l'impression 3D, 14 octobre 2023 : gants intelligents, céramiques architecturales, etc.

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Nous commençons nos bulletins d'information sur l'impression 3D par des recherches sur la photopolymérisation en cuve pour les résines à haute viscosité, puis par des gants en maille intelligente imprimés en 3D. La robotique et l'impression 3D dans la céramique architecturale ont récemment été exposées, et les chercheurs ont développé un matériau recyclable pour remplacer le coffrage en béton. XEV offre aux propriétaires de son YOYO EV la possibilité de personnaliser leur voiture grâce à l'impression 3D. Enfin, un fabricant a créé un propulseur ionique de bureau imprimé en 3D.

Échantillons imprimés avec une résine élastomère à haute viscosité durcissable aux UV.

La photopolymérisation en cuve (VPP) est souvent utilisée dans l'impression 3D en raison de sa grande enveloppe de construction, de sa haute efficacité et de ses options de matériaux polyvalents, mais une grande fluidité de la résine durcissable aux UV est nécessaire en raison du mécanisme d'impression ascendant de la technique. Cette exigence de viscosité du matériau est limitante : la résine durcissable aux UV doit souvent être diluée avant utilisation, et l'ajout d'un diluant réactif sacrifie les propriétés mécaniques des oligomères. Ainsi, la difficulté de l’impression 3D de résines à haute viscosité réside dans le nivellement du matériau et la déformation des parties durcies du film. Une équipe de chercheurs de l'Académie chinoise des sciences (CAS), dirigée par le professeur Wu Lixin de l'Institut de recherche sur la structure de la matière du Fujian, a publié une étude sur l'utilisation de la photopolymérisation en cuve par balayage linéaire (LSVP) pour l'impression 3D. résine à ultra haute viscosité. Leur système pourrait construire une plate-forme meilleure et plus efficace pour préparer des matériaux imprimés en 3D aux propriétés diversifiées, car des oligomères pourraient être utilisés pour préparer des résines durcissables aux UV imprimables en 3D sans utiliser de diluants réactifs.

« Dans ce travail, un système élaboré de photopolymérisation en cuve basé sur un balayage linéaire est développé, permettant l'adoption de résines imprimables durcissables par UV à haute viscosité (> 600 000 cps). En bref, cela est réalisé grâce à l'emploi de quatre rouleaux pour créer une zone d'impression isolée sur le réservoir de résine, ce qui permet le durcissement simultané de la résine et le détachement de la partie durcie du réservoir de résine. Pour vérifier l’applicabilité de cette stratégie, une résine durcissable aux UV dominée par des oligomères avec de grandes propriétés mécaniques, mais une viscosité élevée est préparée et appliquée au système développé. Il est inspirant de constater que des élastomères et des matériaux renforcés à contraintes et déformations élevées peuvent être facilement obtenus », a écrit l’équipe dans son résumé.

Gant en maille imprimé en 3D, associé à des jauges de contrainte conductrices imprimées en 3D, connectées à un circuit pour permettre la mesure en temps réel des changements de résistance lorsque les doigts du gant se plient. Crédit : Charlotte Hester.

Deux étudiants de troisième cycle de l'Université de Cambridge étudient l'utilisation de gants intelligents portables imprimés en 3D dans le cadre d'une collaboration homme-robot pour des applications de réalité augmentée (AR) et de réalité virtuelle (VR). Leur maillage conducteur flexible est piézorésistif, ce qui signifie que sa conductivité change en réponse à la contrainte appliquée. Ainsi, mesurer la résistance entre les nœuds du maillage léger en forme de treillis des gants leur permet de déduire des déformations, c'est-à-dire de se conformer à n'importe quelle forme souhaitée. Leurs recherches en sont aux premiers stades de la validation de principe, et l’objectif est que les gants en maille auto-détection imprimés en 3D soient utilisés pour reconstruire des gestes et suivre des formes 3D, applicables à la langue des signes, à la réalité augmentée, à la réalité virtuelle et à d’autres applications. Les chercheurs Ivan Grega et Sara AlMahri ont reçu une bourse de recherche postuniversitaire CAPE Acorn (CAPA) 2023 pour leurs travaux et ils vont désormais développer un algorithme pour la reconstruction 3D de la déformation du maillage.

« Les applications d'un tel système sont nombreuses. Par exemple, suivre la forme d’une main ou d’une autre partie du corps humain peut permettre à des systèmes robotiques anthropomorphes d’apprendre des mouvements. Le système de suivi, par exemple, pourrait fournir une rétroaction à l'opérateur humain d'un robot lorsque celui-ci tente d'acquérir une compétence motrice, par exemple un swing de tennis. La représentation 3D de la posture peut également être utilisée pour le contrôle en temps réel d'agents à distance (par exemple, chirurgie à distance) ou utilisée dans le domaine numérique (VR ou AR) », a déclaré AlMahri.