Nous commençons par une recherche intéressante dans les Brèves de l’impression 3D aujourd’hui, qui pourrait aider à réduire le coût et la taille de l’impression laser 3D. Ensuite, un patient atteint d’un cancer pourrait être la première personne au Kansas à recevoir un bassin imprimé en 3D. Un nouveau projet de l’université d’État de l’Iowa portera sur la conception de logements imprimés en 3D pour les régions rurales de l’État. Enfin, des étudiants de l’université George Mason travaillent au développement de leur première voiture solaire imprimée en 3D.
Des chercheurs inventent un procédé d’impression 3D par laser en deux étapes
Reconstruction au microscope électronique d’une nanostructure 3D imprimée avec le procédé d’absorption en deux étapes (à gauche) et microscopie optique (à droite). Avec l’aimable autorisation du professeur Rasmus Schröder, Université de Heidelberg, et de Vincent Hahn, KIT.
Une équipe de chercheurs de l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) et de l’Université de Heidelberg, en Allemagne, a publié un article sur ses travaux visant à créer un processus d’impression 3D en deux étapes qui fonctionne avec des diodes laser bleues à ondes continues sur des imprimantes 3D compactes, par opposition aux nano-imprimantes laser 3D plus grandes que l’on voit plus souvent. En général, les systèmes laser pulsés sont utilisés pour l’AM parce qu’ils permettent l’absorption à deux photons, qui consiste essentiellement à absorber deux photons à la fois pour exciter une molécule vers un état d’énergie plus élevé, déclenchant une réaction chimique qui durcit un matériau en une structure imprimée en 3D. Le processus d’absorption en deux étapes de cette équipe commence par le transfert d’une molécule par un photon à un état intermédiaire, puis un second photon la transfère à l’état excité, déclenchant la réaction nécessaire ; les différences sont que les photons ne doivent pas être absorbés en même temps, et que la puissance laser requise est beaucoup plus faible, ce qui signifie un coût et une taille de machine moindres. Le processus nécessite des photorésistants. L’équipe a donc travaillé avec des chimistes pour mettre au point un système de photorésistants basé sur un photo-initiateur qui permet une absorption en deux étapes.
“Il y a une grande différence entre l’utilisation d’un laser femtoseconde aussi grand qu’une grosse valise pour plusieurs 10 000 € et un laser à semi-conducteur aussi grand qu’une tête d’épingle et qui coûte moins de 10 €”, a déclaré Martin Wegener, professeur au KIT et l’un des coauteurs de l’article.
“Pour moi, un appareil qui sera aussi grand qu’une boîte à chaussures me semble réaliste dans les prochaines années. Ce serait même plus petit que l’imprimante laser sur mon bureau au KIT.”
Un homme du Kansas se voit implanter un bassin imprimé en 3D
Un bassin en titane imprimé en 3D a donné un nouveau souffle à un père actif de cinq enfants, atteint d’un cancer. Curt Melin, qui a récemment déménagé du Kansas au Missouri avec sa famille, a consulté son médecin pour des douleurs à la jambe qui se manifestaient après avoir entraîné le football. Il a appris qu’il était atteint d’un chondrosarcome de la hanche et du bassin, un diagnostic très rare. La seule option était de perdre sa jambe, ce qui n’était pas acceptable pour Melin. Il a donc demandé à son médecin de trouver une autre solution pour sauver sa jambe et sa vie. Le docteur Kyle Sweeney, du système de santé de l’université du Kansas, s’est tourné vers l’impression 3D et a élaboré un plan pour implanter à Melin un bassin partiel imprimé en 3D, en utilisant l’imagerie pour combiner un scanner et une IRM de la zone affectée. L’opération a été couronnée de succès et M. Melin marche désormais avec une béquille, mais il espère pouvoir utiliser une canne l’année prochaine. En outre, il est censé être la première personne du Kansas à recevoir un bassin imprimé en 3D.
Melin a déclaré : “J’ai immédiatement sauté sur l’occasion et j’ai dit : “Si c’est le premier que la KU fait, je serai votre homme”.
“C’était le meilleur scénario possible…. très reconnaissant pour cela.”
L’ISU imprime en 3D des logements pour les zones rurales de l’Iowa
Cette imprimante 3D de construction à portique, préparée pour être livrée sur un site de construction, est similaire à celle que les chercheurs de l’ISU utiliseront pour le projet. Photo de Black Buffalo.
L’Université d’État de l’Iowa (ISU) a reçu une subvention de 1,4 million de dollars du programme d’infrastructure stratégique de l’Iowa Economic Development Authority (IEDA), spécifiquement pour le projet de logement des technologies innovantes abordables en 3D (3D AIT) du College of Design. L’objectif du projet est de développer des solutions plus rapides et moins coûteuses pour le logement dans les zones rurales de l’État en imprimant des maisons en 3D, en réponse à la forte demande de maisons dans ces communautés en raison du travail plus éloigné, des coûts plus élevés de la vie urbaine et de la migration ex-urbaine. L’équipe pluridisciplinaire, qui comprend des professeurs d’architecture et d’éducation, de nombreux étudiants de premier et de deuxième cycle, et d’autres encore, utilisera les fonds pour acheter de l’équipement et du matériel, notamment des machines CNC mobiles, de la robotique sur site, de la réalité virtuelle et étendue, des matériaux et des composants en béton, et une imprimante de construction 3D. Les participants travailleront avec Brunow Contracting sur une construction de démonstration dans un développement de 40 unités à Hambourg, dans le cadre des efforts de récupération des inondations de cette ville, et ils apprendront le zonage et les codes de construction, la conception, l’accessibilité, l’engagement communautaire, et comment l’impression 3D peut aider à obtenir une réponse plus rapide aux catastrophes naturelles et potentiellement réduire les coûts et le gaspillage et l’utilisation des matériaux.
“Le programme d’infrastructures stratégiques soutient des projets novateurs de premier ordre qui procurent un avantage concurrentiel aux industries de l’Iowa. Ce projet remplit cette condition et bien plus encore”, a déclaré Debi Durham, directrice exécutive de l’IEDA et de l’Iowa Finance Authority. “La technologie d’impression 3D n’est pas seulement un élément perturbateur pour l’industrie de la construction, elle fournit une solution pour des logements de qualité et abordables dans l’État, ce que le Governor’s Economic Recovery Advisory Board a reconnu comme étant essentiel à la croissance de l’économie de l’Iowa.”
Des étudiants de l’université George Mason développent une voiture solaire imprimée en 3D
Hypernova Solar, l’équipe étudiante de voitures solaires de Mason, se réunit au MIX pour discuter des progrès et de l’avancement de la construction d’une voiture solaire imprimée en 3D pour la compétition. L’équipe construit l’imprimante 3D, photographiée ici, qui sera utilisée pour construire la voiture. De gauche à droite : Abigail Kennedy, Phoenix Lee, Brandon Escobar, Kareem Elsharkawy et Petr Soucek, étudiants de premier cycle de l’université Mason. Photo : Shelby Burgess/Communications stratégiques/Université George Mason.
Enfin, l’équipe étudiante de voitures solaires de l’université George Mason (GMU), Hypernova Solar, travaille au développement de la première voiture solaire entièrement imprimée en 3D ; nous avons vu des concepts de voitures solaires imprimées en 3D, et des prototypes avec des pièces imprimées en 3D, et même une voiture de course solaire avec une cage de roulement imprimée en 3D, mais pas une version entièrement imprimée en 3D. Le groupe d’étudiants de 50 membres, fondé en 2019 par Alex Hughes, ancien élève de l’école d’ingénieurs, travaille au MIX de l’université et espère affronter d’autres universités dans le cadre de l’American Solar Challenge. L’équipe construit une voiture de preuve de concept – l’Hypernova One – et une fois qu’elle sera terminée, elle concevra, construira et testera une deuxième voiture pour la compétition. Les étudiants s’amusent et apprennent beaucoup au cours du processus, et développent même leur propre imprimante 3D à bande transporteuse pour construire la coque de la voiture en PETG, qui est plus flexible et résistant à la chaleur.
“J’ai été impressionné par la passion et le dynamisme de l’équipe. Ils repoussent constamment les limites de ce qu’ils peuvent faire dans un cadre universitaire”, a déclaré le conseiller pédagogique d’Hypernova Solar, Colin Reagle, qui enseigne au département de génie mécanique.
“L’opportunité de construire une machine unique comme celle-ci est un énorme attrait pour un groupe diversifié d’étudiants. J’ai hâte de les voir rouler sur le campus dans ce véhicule pour inspirer la prochaine vague d’étudiants.”
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