L’impression directe par son utilise des ultrasons pour créer des bulles oscillantes microscopiques, qui provoquent à leur tour la solidification de la résine à des endroits précis.
L’impression 3D consiste généralement à déposer des couches de plastique fondu, à faire fondre du métal en poudre au laser ou à utiliser des rayons UV pour durcir une résine gélatineuse. Une nouvelle technique adopte toutefois une autre approche, en utilisant des ondes sonores.
Mise au point par une équipe de scientifiques de l’Université Concordia au Canada, cette technologie est connue sous le nom d’impression sonore directe (DSP : Direct Sound Printing).
Dans la version actuelle de la technique, un transducteur est utilisé pour envoyer des impulsions focalisées d’ultrasons à travers les parois d’une chambre, dans la résine liquide de polydiméthylsiloxane (PDMS) qu’elle contient. Ces impulsions produisent des champs ultrasonores qui provoquent la formation temporaire de bulles microscopiques oscillant rapidement à des endroits précis de la résine.
Lorsque ces bulles oscillent, la température à l’intérieur de celles-ci s’élève à environ 15 000 degrés Kelvin (14 727 ºC) et la pression à l’intérieur de celles-ci grimpe à plus de 1 000 bars (14 504 psi). Bien que cette augmentation soudaine de la température et de la pression ne dure que quelques picosecondes (trillionièmes de seconde), elle entraîne la solidification de la résine à l’endroit exact de la bulle.
Par conséquent, en déplaçant progressivement le transducteur le long d’une trajectoire prédéterminée, il est possible de construire un objet tridimensionnel complexe – un minuscule pixel à la fois. Outre sa capacité à produire de très petits objets détaillés, la technologie DSP permet également d’imprimer de manière non invasive des structures à l’intérieur d’autres structures présentant des surfaces opaques.
Un schéma illustre comment la DSP pourrait être utilisée pour imprimer une structure dans le bras d’un patient.
Par exemple, en utilisant cette technique, les mécaniciens d’avions pourraient effectuer par impression 3D, des réparations sur des composants internes, sans avoir à ouvrir le fuselage de l’avion. Il est même possible d’imprimer en 3D des implants dans le corps d’un patient, sans avoir à recourir à la chirurgie.
Outre la résine PDMS, les scientifiques ont également utilisé avec succès la DSP pour imprimer des objets en céramique. Ils prévoient maintenant d’expérimenter des composites polymère-métal, puis du métal pur.
« Les fréquences ultrasonores sont déjà utilisées dans des procédures destructives comme l’ablation au laser de tissus et de tumeurs », a déclaré le professeur Muthukumaran Packirisamy, qui a dirigé l’étude avec le docteur Mohsen Habibi et le doctorant Shervin Foroughi. « Nous voulions les utiliser pour créer quelque chose ».
https://www.nature.com/articles/s41467-022-29395-1
