Le secteur de l’impression 3D a manifestement connu une évolution radicale au cours des dernières années. Néanmoins, il y a encore de nombreuses raisons de penser que ni la technologie ni l’industrie ne commenceront à atteindre leur plein potentiel tant que des progrès supplémentaires, tout aussi importants, ne seront pas réalisés en matière d’automatisation. L’un des meilleurs exemples qui le prouve est le changement d’orientation stratégique, du matériel au logiciel, que certaines des entreprises les plus importantes du secteur effectuent actuellement. Une automatisation plus poussée et plus efficace est le principal objectif sous-jacent de l’amélioration des plateformes logicielles utilisées pour faire fonctionner les imprimantes 3D.
La taille de l’objet produit est probablement le facteur clé qui détermine l’urgence de l’automatisation des processus d’impression 3D de cet objet. Comme c’est également le cas pour la fabrication conventionnelle, cela s’explique simplement par le fait que les articles les plus coûteux et les plus longs à produire ont tendance à être ceux qui sont extrêmement grands – ou extrêmement petits. L’un des domaines dans lesquels l’impression 3D pourrait avoir un avantage inhérent sur la fabrication conventionnelle, à la fois en général et en particulier en termes d’automatisation, est la nano-impression 3D.
Dans le domaine de la microfluidique – notamment en ce qui concerne tout objet appelé “laboratoire sur puce” (LOC) – la fabrication du produit final exige une précision qui devrait faire de l’impression 3D la solution idéale. Pourtant, du moins en ce qui concerne la polymérisation en cuve, les versions bon marché de cette technologie ne sont pas assez précises à l’heure actuelle pour construire des couches de résine liquide au niveau de 10 microns requis pour les dispositifs de test médical microfluidique. Un article récent publié dans la revue Nature Communications présente toutefois une solution potentielle à ce problème, mise au point par une équipe de recherche de la Viterbi School of Engineering de l’Université de Californie du Sud (USC).
Les dispositifs LOC dépendent de minuscules réseaux de canaux internes, conçus pour permettre l’écoulement des minuscules quantités de liquide qu’ils collectent. Au cours du processus de production, tandis que les surfaces environnantes durcissent pour devenir solides, le centre – les canaux internes – doit être laissé à l’état liquide, afin qu’il puisse être rincé et laissé creux pendant la phase de post-traitement. Le principal problème lié à l’utilisation de la polymérisation en cuve pour ces dispositifs est que la résine utilisée pour les imprimer est généralement transparente, car les dispositifs et leur contenu (sang ou autre fluide corporel humain) sont généralement destinés à être examinés au microscope. Bien que certaines résines opaques puissent être maintenues liquides à cette échelle, les liquides transparents utilisés pour les COLs laissent passer plus de lumière, ce qui conduit à des canaux plus étroits que souhaité, qui se boucheraient s’ils étaient utilisés.
La solution mise au point par l’équipe de recherche de l’USC, dirigée par le professeur d’ingénierie aérospatiale et mécanique et d’ingénierie industrielle et des systèmes Yong Chen, est ingénieuse par sa simplicité. Au stade du processus d’impression où les couches doivent rester liquides, une plate-forme auxiliaire se déplace pour empêcher momentanément la lumière de solidifier les canaux. Selon le professeur Chen, l’imprimante 3D standard à polymérisation en cuve disponible dans le commerce peut, au mieux, imprimer à l’échelle de 100 microns avec une précision médiocre.
Le professeur Chen a déclaré que la solution développée par son équipe leur a permis d’imprimer leur produit final dans une plage de 10 microns, “…et nous pouvons le contrôler vraiment précisément, avec une erreur de plus ou moins un micron. C’est quelque chose qui n’a jamais été fait auparavant, donc c’est une percée dans l’impression 3D de petits canaux.” Le professeur Chen a déclaré que l’équipe déposait actuellement une demande de brevet pour la méthode décrite dans Nature Communications, et qu’elle recherchait des partenaires pour commercialiser la technique.
Si cette technique conduit à l’impression 3D automatisée de LOC, il est facile d’imaginer que le marché qu’elle crée conduirait presque certainement au développement de plateformes complètes conçues pour ce processus. L’aspect le plus remarquable de la solution de l’équipe de l’USC, cependant, est qu’elle n’a pas été créée en développant une imprimante 3D entièrement nouvelle, mais plutôt en apportant une légère modification qui pourrait fonctionner pour de nombreuses imprimantes différentes. En ce sens, elle illustre à quel point le potentiel d’automatisation des processus d’impression 3D – et donc des processus industriels contemporains en général – sera ouvert, simplement par l’adoption de cette technologie par un nombre croissant d’utilisateurs.
La percée post-laboratoire sur puce imprimée en 3D réalisée par des chercheurs de l’USC est apparue en premier sur 3DPrint.com | La voix de l’impression 3D / fabrication additive.
