Les brèves de l’impression 3D, 4 mai 2022 : construction, recherche, et plus.

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Nous allons d’abord vous parler d’un pavillon imprimé en 3D et d’un escalier imprimé en 3D dans les brèves d’aujourd’hui sur l’impression 3D. Triastek a reçu l’autorisation de la FDA de lancer des études cliniques dans le cadre de sa demande d’autorisation de mise sur le marché d’un médicament imprimé en 3D. Une équipe de chercheurs de Singapour a mis au point une nouvelle méthode d’impression 3D de composants fonctionnels et complexes pour la robotique douce, et des carapaces de tortue imprimées en 3D pourraient contribuer à sauver une espèce menacée. Enfin, un inventeur de YouTube a utilisé l’impression 3D pour créer un prototype d’aspirateur à trier en LEGO.

Pavillon à coque en béton imprimé en 3D

Réalisation d’un pavillon entièrement imprimé en béton 3D. Source : Vertico

En 2018, le consortium Huizenprinters, composé de l’entreprise de construction Heilijgers BV, du fournisseur de béton Van der Kamp BV, des spécialistes de l’innovation Blueways, de la communauté d’innovation De WAR et de la spinoff d’impression 3D de béton Vertico BV, travaillait à l’impression 3D d’une structure en béton avec un système AM robotisé. Avec le soutien financier de la province d’Utrecht et l’aide supplémentaire de Jelle Feringa, directeur technique d’Aectual, et de Diederik Veenendaal, fondateur de Summum Engineering, le consortium s’est mis au travail. Aujourd’hui, son pavillon à structure de coque en béton imprimé en 3D, qui n’a pas eu besoin de charpente ou d’armature sur mesure, est terminé.

L’équipe a publié ses résultats et partagé ce qu’elle avait appris lors de plusieurs événements de partage des connaissances, et les choses ont commencé à se mettre en place. Ils ont créé de nombreuses itérations de logiciels et de matériels, et ont mis au point un processus permettant d’accélérer le durcissement du béton en ajoutant un accélérateur au niveau de la tête d’impression. Grâce à une stratégie d’impression non plane, l’ensemble de la structure a été segmenté en huit parties longues et fines, ce qui, tout en résolvant le problème de l’impression du toit, a créé plusieurs nouveaux problèmes, tels que le risque de fissures de retrait et le potentiel de flambage. Mais l’équipe a résolu tous les problèmes un par un. La conception paramétrique a été utilisée pour créer de multiples itérations du pavillon en succession rapide, et cette technique a également permis d’intégrer le découpage de l’objet dans le code du robot. Le pavillon a amélioré la durabilité, car sa structure de soutien temporaire a été supprimée et peut être réutilisée pour un autre projet. De plus, comme il est constitué d’un seul matériau, la structure est plus facile à recycler.

Des escaliers imprimés en 3D aux Pays-Bas

Steff Vleugels, directeur des opérations, impression 3D de béton, chez Saint-Gobain Weber Beamix, a récemment publié sur LinkedIn un article sur un intéressant projet d’impression 3D de béton. Dans la partie nord des Pays-Bas, l’entreprise de construction durable BAM Infra Nederland a installé un ensemble d’escaliers en béton imprimé en 3D de 20 mètres de long sur le flanc de ce qui semble être une très haute colline. La société d’ingénierie et de conseil Witteveen+Bos a réalisé l’ingénierie de l’escalier. Selon M. Vleugels, le projet – de la création du modèle 3D et de l’impression 3D de l’escalier jusqu’à la pose du produit final – n’a pris que cinq semaines. L’impression 3D des marches en béton n’a pris qu’une dizaine d’heures. M. Vleugels a également précisé qu’aucune armature n’a été utilisée pour les escaliers, qui sont donc en béton pur imprimé en 3D. Une marche imprimée en 3D de 3 mètres de long et 1 mètre de large pèse environ 650-700 kg. En outre, cet ensemble de marches en béton imprimé en 3D est le premier projet à utiliser l’outil de configuration Slopestairs de la société :

« Notre objectif est de rendre la technologie 3DCP accessible à tous en partageant notre capacité de production, nos connaissances et notre expertise concernant le développement et l’application des techniques 3DCP. L’un des éléments clés du 3DCP est la conception paramétrique. Tous les paramètres de nos escaliers en pente sont capturés dans une telle conception paramétrique. Grâce à cet outil, vous pouvez concevoir un escalier personnalisé en saisissant uniquement des paramètres tels que la longueur, la largeur et la hauteur de l’escalier. »

Triastek obtient l’autorisation de la FDA pour un médicament imprimé en 3D.

Le processus de développement de la formulation numérique de Triastek

Dans la foulée, Triastek, Inc. une nouvelle société de plateforme technologique pharmaceutique d’impression 3D, a annoncé que la FDA lui a donné l’autorisation de commencer les études cliniques de sa demande 505(b)(2) d’Investigational New Drug (IND) pour un produit pharmaceutique imprimé en 3D. Le produit, le T20, est administré quotidiennement pour traiter les troubles cardiovasculaires et de la coagulation, et devrait améliorer l’adhésion au traitement tout en maintenant l’efficacité et le profil des effets indésirables. La société utilise son processus exclusif de développement de formulation numérique, sa technologie unique de libération programmée des médicaments et sa méthode d’impression 3D de formulation par conception (3DFbD®) pour créer la nouvelle formulation PK à libération prolongée. Un profil in vivo de dissolution dans le tractus gastro-intestinal (TGI), temps/emplacement, est prédit grâce à l’utilisation d’un modèle biopharmaceutique à base physiologique (PBBM) d’absorption TGI. Ensuite, Triastek utilise sa solution d’impression 3D Melt Extrusion Deposition (MED®) pour créer la géométrie interne du comprimé afin d’obtenir le profil de libération et la pharmacocinétique du médicament souhaités.

« Il faut généralement 30 ans pour qu’une technologie pharmaceutique émergente accomplisse son parcours, du concept initial au marché. La technologie d’impression 3D appliquée au développement de produits pharmaceutiques est explorée depuis plus de 26 ans. L’autorisation IND de la FDA pour le T20 est une étape importante pour Triastek et démontre les progrès significatifs de l’impression 3D de produits pharmaceutiques », a déclaré le Dr Senping Cheng, fondateur et PDG de Triastek.

Des chercheurs impriment en 3D des composants complexes pour la robotique douce

Utilisation d’hydrogels à contrainte d’élasticité pour imprimer en 3D des composants mous fonctionnels pour la robotique douce avec un haut degré de complexité. Crédit : SUTD

Une équipe de recherche de l’Université de technologie et de design de Singapour (SUTD) a publié une étude sur ses travaux visant à développer une nouvelle méthode d’impression 3D de composants complexes, robustes et fonctionnels pour la robotique douce. L’équipe a adapté la technologie émergente d’impression 3D multimatériaux Freeform Liquid (FL-3DP), qui utilise un gel comme support de suspension temporaire ; les encres sont extrudées et maintenues en place dans le gel, qui est éliminé par lavage après la solidification des encres. Cette approche permet d’imprimer des matériaux qui prennent beaucoup de temps à se solidifier une fois extrudés, et autorise également des géométries avancées, comme des porte-à-faux avec des rapports d’aspect élevés, et des matériaux multiples. Les premières versions de ce procédé ne permettaient de fabriquer que des formes simples et des structures mono-matériau, mais les chercheurs ont étudié les stabilités interfaciales et les propriétés rhéologiques entre les encres et les gels de support et ont trouvé un moyen de mieux prédire la forme du filament, ce qui permet d’obtenir une meilleure fidélité et une meilleure résolution. Pour démontrer les avantages de la méthode, ils ont conçu et imprimé en 3D des composants pneumatiques avancés pour des applications de préhension robotique souple. En combinant des élastomères fonctionnels, rigides et souples, ils ont pu contrôler la déformation de la forme, augmenter la durée de vie et régler les fonctionnalités des composants.

Le professeur adjoint Pablo Valdivia y Alvarado du SUTD, chercheur principal de l’étude, a déclaré : « Le FL-3DP et d’autres nouveaux procédés de fabrication additive par extrusion nous rapprochent de plus en plus de l’objectif ultime de la cofabrication directe complète de systèmes fonctionnels complexes tels que des robots et d’autres produits et dispositifs fonctionnels complexes. »

Sauver les tortues du désert menacées grâce à des carapaces-leurres imprimées en 3D

Photo : Hardshell Labs/courtesy Autodesk

Les corbeaux, une espèce indigène envahissante, ont envahi les déserts de l’ouest des États-Unis et menacent gravement l’existence de la tortue du désert, l’un de leurs casse-croûte favoris. Pour renforcer leur carapace, les jeunes tortues doivent manger, et lorsqu’elles remontent à la surface pour le faire, les corbeaux plantent leur bec dans leur carapace encore molle. Depuis les années 1980, les populations de tortues du désert ont diminué d’au moins 90 % à cause des attaques de corbeaux, mais Hardshell Labs, qui utilise la technologie pour conserver la faune indigène, travaille depuis plusieurs années sur un concept visant à les sauver. La « techno tort » est une carapace de tortue contrefaite, imprimée en 3D, qui non seulement recueille des données sur les attaques de corbeaux, mais se défend également en pulvérisant un irritant non toxique, l’anthranilate de méthyle, pour décourager les oiseaux de se régaler des tortues. Les caméras et capteurs internes de la techno-tortue enregistrent quand, où et comment les corbeaux attaquent, ainsi que la gravité de la menace. Fusion 360 d’Autodesk a été utilisé pour améliorer la conception, et les coquilles réalistes ont été imprimées en 3D à partir de résine de plastique dur, avec des accélérateurs électroniques et des bidons de liquide à l’intérieur, installés par Cornerstone Research Group. Hardshell teste actuellement la résistance des prototypes de carapaces de tortues armées aux attaques de corbeaux et s’attachera ensuite à rendre les leurres imprimés en 3D encore plus trompeurs.

« Je trompe les biologistes professionnels avec ces choses-là tout le temps. Je me trompe moi-même », a déclaré Tim Shields, biologiste de terrain spécialisé dans les tortues et fondateur et président de Hardshell Labs.

Supports imprimés en 3D pour l’attachement d’aspirateur LEGO-Sorting

Enfin, Matty Benedetto de la chaîne YouTube Unnecessary Inventions s’est également tourné vers Fusion 360 et l’impression 3D pour un projet intéressant, même si je pense que les parents de jeunes enfants pourraient en fait le qualifier de nécessaire. Le LEGO Suck It-inspiré par un épisode de The Office-est un prototype d’accessoire d’aspiration qui trie les pièces LEGO par taille dans quatre sections d’un tube de 8″ de diamètre. Benedetto a conçu et imprimé en 3D cinq supports sans couche supérieure ou inférieure pour laisser passer plus de flux d’air, et celui avec les plus gros trous sépare le bas de la première section. Les trous des supports deviennent progressivement plus petits au fur et à mesure que les pièces LEGO descendent dans les sections, ce qui permet de les organiser facilement. Chaque section est maintenue ensemble magnétiquement, et le support inférieur s’accroche à l’aspirateur. Lors de sa première utilisation, le LEGO Suck It a facilement pris une brique LEGO jaune et l’a envoyée dans la section du milieu où elle devait être.

« Mais nous savons tous que le vrai test sera un tas de LEGOs », a dit Benedetto.

Il n’avait pas à s’inquiéter, car le LEGO Suck It a fait exactement ce qu’il était censé faire ! Vous pouvez le voir par vous-même dans la vidéo ci-dessous :

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