Des chercheurs de l’Imperial College London et de l’Empa ont créé une flotte d’imprimantes 3D volantes inspirées des abeilles pour construire et réparer des structures en vol.
Selon les chercheurs, qui publient leurs travaux dans la revue Nature, cette technologie pourrait être utilisée pour la fabrication et la construction dans des endroits difficiles d’accès ou dangereux, comme les grands immeubles, ou pour aider à la construction de secours après une catastrophe.
L’impression 3D gagne du terrain dans le secteur de la construction. Sur le site et en usine, des robots statiques et mobiles impriment des matériaux destinés à être utilisés dans des projets de construction, tels que des structures en acier et en béton.
Cette nouvelle approche de l’impression 3D fait appel à des robots volants, baptisés drones, qui utilisent des méthodes de construction collectives inspirées des bâtisseurs naturels comme les abeilles et les guêpes.
Les drones de la flotte, connus sous le nom d’Aerial Additive Manufacturing (Aerial-AM), travaillent en coopération à partir d’un plan unique, adaptant leurs techniques au fur et à mesure. Ils sont entièrement autonomes lorsqu’ils volent, mais sont surveillés par un contrôleur humain qui vérifie la progression et intervient si nécessaire, sur la base des informations fournies par les drones.
L’auteur principal, Mirko Kovac, professeur au département d’aéronautique de l’Imperial College et chef du centre de robotique des matériaux et technologies de l’Empa, a déclaré : « Nous avons prouvé que les drones peuvent travailler de manière autonome et en tandem pour construire et réparer des bâtiments, du moins en laboratoire. Notre solution est évolutive et pourrait nous aider à construire et réparer des bâtiments dans des zones difficiles d’accès à l’avenir. »
Un petit drone à côté d’un plus grand drone qui imprime un matériau blanc.
Les BuilDrones (R) impriment en 3D leur matériau pendant le vol, et les ScanDrones (L) mesurent en permanence leur production pour le contrôle de la qualité.
Impression de géométries 3D
Aerial-AM utilise un cadre d’impression 3D et de planification de trajectoire pour aider les drones à s’adapter aux variations de la géométrie de la structure au fur et à mesure de la construction. La flotte se compose de BuilDrones, qui déposent les matériaux pendant le vol, et de ScanDrones de contrôle de la qualité qui mesurent en permanence la production des BuilDrones et informent les prochaines étapes de fabrication.
« Notre flotte de drones pourrait contribuer à réduire les coûts et les risques de la construction à l’avenir, par rapport aux méthodes manuelles traditionnelles » assure le Professeur Mirko Kovac Département d’aéronautique et de l’Empa
Pour tester le concept, les chercheurs ont développé quatre mélanges cimentaires sur mesure pour les drones.
Tout au long de la construction, les drones ont évalué la géométrie imprimée en temps réel et ont adapté leur comportement pour s’assurer qu’ils répondaient aux spécifications de la construction, avec une précision de cinq millimètres.
Les impressions de validation du concept comprenaient un cylindre de 2,05 mètres de haut (72 couches) avec un matériau en mousse à base de polyuréthane, et un cylindre de 18 centimètres de haut (28 couches) avec un matériau cimentaire structurel conçu sur mesure.
Cette technologie offre des possibilités futures pour la construction et la réparation de structures en hauteur ou dans d’autres endroits difficiles d’accès. Ensuite, les chercheurs travailleront avec des entreprises de construction pour valider les solutions et fournir des capacités de réparation et de fabrication.
Le professeur Kovac conclut: « Nous pensons que notre flotte de drones pourrait contribuer à réduire les coûts et les risques de la construction à l’avenir, par rapport aux méthodes manuelles traditionnelles. »
https://www.imperial.ac.uk/news/239973/3d-printing-drones-work-like-bees/
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04988-4
https://www.imperial.ac.uk/aerial-robotics/research/construction/
https://technoblender.com/watch-this-team-of-drones-3d-print-a-tower/
