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Les brèves de l’impression 3D, 9 avril 2022 : métal, art, et plus.

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  • Post published:10 avril 2022
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Nous parlons d’abord de la façon de réduire les défauts dans l’impression 3D de métaux dans les Brèves de l’impression 3D d’aujourd’hui, puis nous passons aux maisons imprimées en 3D comme solution possible pour aider les personnes déplacées par les inondations. La marque de plein air Vaude utilise l’impression 3D pour fabriquer un sac à dos mono-matériau recyclable. Enfin, un médecin américain a battu le record mondial Guinness de la plus grande sculpture humaine imprimée en 3D.

Une nouvelle technique réduit les défauts de l’AM métallique

De gauche à droite : Lianyi Chen, professeur d’ingénierie mécanique à l’UW-Madison, et Luis Escano et Minglei Qu, étudiants en doctorat, travaillent dans le laboratoire de Chen, où ils ont mis au point une technique permettant de limiter les défauts lors de l’impression 3D avec des métaux. Photo : Renee Meiller, UW-Madison

Tout d’abord, une équipe de chercheurs de l’université du Wisconsin-Madison a publié un article sur ses travaux visant à mettre au point une méthode unique d’impression 3D de pièces métalliques – utilisant la technologie de fusion laser sur lit de poudre (LPBF) – présentant beaucoup moins de défauts. Leur technique utilise des nanoparticules de céramique pour contrôler les instabilités du processus LPBF qui sont à l’origine des défauts, comme les fissures et les pores. Le procédé LPBF consiste à faire fondre de fines couches de poudre métallique à des endroits précis à l’aide d’un faisceau laser à haute énergie, mais la surface de la poudre se réchauffe jusqu’à l’ébullition lorsqu’elle interagit avec le laser. Cela crée une vapeur chaude, qui engendre une pression qui appuie sur le matériau en fusion et fait sauter des gouttelettes qui provoquent ces défauts, lesquels peuvent compromettre la durabilité et la résistance de la pièce finale. Mais les chercheurs ont découvert qu’en introduisant des nanoparticules de céramique, ils créaient un revêtement qui stabilisait le bain de fusion et réduisait les éclaboussures.

“En utilisant l’impression 3D de métal, nous n’avons pas été en mesure de produire de façon constante des pièces d’une qualité et d’une fiabilité aussi élevées que celles fabriquées par des méthodes conventionnelles, ce qui signifie que nous avons de grandes inquiétudes quant à l’utilisation de pièces imprimées en 3D pour des applications critiques ou porteuses de charge où la défaillance n’est pas une option. Ce problème de qualité est le principal obstacle à l’utilisation de l’impression 3D métallique dans diverses applications”, explique Lianyi Chen, professeur adjoint d’ingénierie mécanique à l’UW-Madison.

“Nous démontrons un moyen potentiel de résoudre le problème de la qualité en rendant la technologie d’impression 3D en métal beaucoup plus fiable, ce qui lui permet de produire des pièces cohérentes et exemptes de défauts. Grâce à notre méthode unique, nous avons pu imprimer en 3D une pièce métallique présentant très peu de défauts et d’une qualité comparable à celle d’une pièce fabriquée dans le commerce que l’on pourrait acheter sur étagère.”

Aider les personnes déplacées avec des maisons imprimées en 3D ?

La maison Fibonacci, la première maison imprimée en 3D au Canada, située près de Nelson. (Photo via Twente Additive Manufacturing)

Merritt, une ville du Canada, a lancé un projet pilote avec l’Université de la Colombie-Britannique (UBC) afin de déterminer si les maisons imprimées en 3D pourraient constituer une véritable solution pour aider les personnes déplacées par les inondations de la fin de l’année 2021. L’imprimante que la ville souhaite acheter coûte plus d’un million de dollars, et il faut compter environ 30 000 dollars pour imprimer chaque maison. C’est pourquoi Merritt s’est associée à l’UBC, à des organisations caritatives et peut-être même à d’autres niveaux de gouvernement pour faire de ce rêve une réalité. L’ensemble du projet dépend des fonds recueillis lors du concert de bienfaisance Hell or High Water pour les victimes d’incendies et d’inondations lors du récent Rockin’ River Fest de la ville. En cas de succès, la ville pourrait même commencer à imprimer en 3D des maisons de 600 pieds carrés plus tard dans le mois.

“Avec un peu de financement, nous pourrions nous associer à différents consortiums publics et privés pour trouver les fonds nécessaires à l’installation de l’imprimante et commencer à imprimer ces maisons. Nous pourrions imprimer une maison tous les cinq jours environ, ce qui vous donne les murs. Nous devons encore l’améliorer, mais c’est une option viable”, explique Greg Solecki, responsable de la récupération.

“Le toit vient après, mais nous avons toujours des groupes qui peuvent fournir des choses comme ça après que les murs soient faits.

“Si nous parvenons à générer des fonds, alors l’UBC peut les égaler et le gouvernement fédéral peut, nous l’espérons, les égaler et nous finissons par avoir l’imprimante en place afin de pouvoir commencer à imprimer des maisons pour les personnes qui en ont besoin.”

Vaude présente un sac à dos recyclable imprimé en 3D

La marque d’outdoor durable VAUDE a présenté le Novum 3D, un sac à dos imprimé en 3D, totalement recyclable et fabriqué à partir de mono-matériaux. Le prototype est doté d’une solide construction en nid d’abeille et d’un système de suspension léger pour une stabilité maximale, et toutes les parties du sac, y compris les coussins dorsaux, les sangles et le sac à dos, sont amovibles et imprimées en 3D à partir d’un matériau thermoplastique TPU. La structure ouverte du sac permet également une ventilation idéale, et les différents degrés de dureté du Novum 3D permettent une excellente répartition de la pression. VAUDE s’engage à suivre un processus de conception responsable et durable pour fabriquer des produits confortables, comme le sac à dos Novum 3D, tout en réduisant les émissions de CO2. L’objectif du Novum 3D est qu’il soit recyclé et fabriqué dans une boucle de conception circulaire.

“Idéalement, un produit devrait être entièrement réintégré dans le processus de production à la fin de son cycle de vie. Il s’agit d’un véritable recyclage, mais c’est encore un grand défi pour l’industrie textile à l’heure actuelle. De nombreux produits sont composés d’au moins 5 à 10 matériaux différents ou de tissus mélangés et ne peuvent donc pas être séparés par type. Pour que cela réussisse, il faut considérer et redévelopper l’ensemble du cycle de vie du produit”, notent les designers de VAUDE sur le site web de la marque.

La plus haute sculpture humaine imprimée en 3D remporte le record mondial Guinness

La sculpture mesure 6,04 mètres de haut. (Crédit image : guinnessworldrecords.com)

Enfin, le Dr Vinson Eugene Allen, médecin urgentiste basé en Californie, a remporté le titre de Guinness World Records pour la plus grande sculpture d’un humain imprimée en 3D. Pesant environ 680 kg et mesurant un peu plus de 6 mètres, la sculpture est presque deux fois plus haute que celle imprimée en 3D par le précédent détenteur du record. Le Dr Allen, qui a fondé le centre de soins d’urgence Dusk to Dawn, explique que sa “statue de l’inspiration” a été initialement créée pour être placée sur un panneau d’affichage d’une autoroute de Los Angeles dans le cadre d’une stratégie publicitaire. Après que les patients ont commencé à commenter son premier essai, qui ne répondait pas tout à fait aux exigences du record, le Dr Allen a commencé à vraiment réfléchir à la possibilité de le battre, dans le but d’inspirer, de célébrer et de renforcer sa communauté. Il a fallu 12 semaines à une équipe de neuf personnes pour imprimer et assembler son deuxième essai, après que la sculpture géante ait été expédiée en 45 parties du Minnesota à la Californie, et le Dr Allen affirme que cette victoire est encore plus spéciale pour lui car elle a été vérifiée pendant le Mois de l’histoire des Noirs.

Le Dr Allen a déclaré au Guinness World Records : “Mon conseil à tout le monde est le suivant : Rêvez en grand. Restez concentrés. Ne laissez personne vous dire ce que vous ne pouvez pas faire !”

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