Ce portique d’imprimante 3D, utilisé dans l’étude, comporte trois buses (en bas à droite). Toutes les pièces utilisées dans le système MF3 sont déjà disponibles dans le commerce.
Bien que la technologie d’impression 3D ne cesse de s’améliorer, elle est toujours limitée par des temps d’impression relativement longs et une faible résolution. Une nouvelle technologie pourrait y remédier, en utilisant simultanément plusieurs petites buses d’impression au lieu d’une seule grande.
Dans une imprimante 3D FDM (modélisation par dépôt de matière fondue) classique, le plastique ou la résine en fusion est extrudé par une seule buse, ce qui permet de construire un objet tridimensionnel en couches successives déposées qui se lient les unes aux autres en refroidissant. Tout au long du processus d’impression, la buse est déplacée sur le lit d’impression par une structure appelée « portique ».
Inutile de dire que l’impression de grands objets de cette manière peut prendre beaucoup de temps. Il est possible d’accélérer le processus en utilisant une buse plus grande, ce qui permet de déposer plus de matériau à la fois, mais cela donne lieu à des couches individuelles de matériau plus grandes, ce qui donne à l’objet fini un aspect plus grossier et de moindre résolution.
C’est là qu’intervient la fabrication par filament fusionné multiplexé (MF3).
Développée par une équipe de l’université Rutgers du New Jersey aux Etats-Unis, cette technologie intègre plusieurs petites buses qui sont toutes montées sur un seul portique. Lorsque ce portique se déplace, chaque buse extrude ou retient indépendamment le matériau, en fonction de son emplacement par rapport à l’objet à imprimer.
Cela signifie que différentes sections de l’objet sont imprimées en même temps, à partir de couches relativement fines de matériau. Par conséquent, l’objet est imprimé plus rapidement, mais aussi en haute résolution.
Exemples d’objets créés par le prototype MF3, avec des buses de 0,4 mm.
« Le cœur de notre technologie est un logiciel de contrôle que nous avons développé pour contrôler le dépôt de matériau pour chaque buse indépendamment, même si toutes les buses suivent la même trajectoire de mouvement », explique le scientifique principal Jeremy Cleeman. « Nous avons également développé une simulation thermique pour nous aider à mieux comprendre le collage qui se produit aux différentes interfaces des sections. En réglant une variété de paramètres, nous pouvons nous assurer que le filament déposé se liera correctement au filament précédemment refroidi qui est adjacent. »
En plus d’être utilisée pour imprimer des objets uniques de grande taille, la MF3 peut également imprimer plusieurs petits objets simultanément. Et en prime, si l’une des buses tombe en panne, le logiciel modifie le processus d’impression de manière à ce qu’une ou plusieurs des autres buses puissent prendre le relais.
« Nous devons encore effectuer des tests pour comprendre la résistance et le potentiel géométrique des pièces que nous pouvons fabriquer, mais tant que ces éléments sont présents, nous pensons que cela pourrait changer la donne pour l’industrie », conclut Jeremy Cleeman.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214860422003232
