Impression 3D holographique – L'avenir de l'industrie

Les procédés de fabrication additive continuent de bénéficier de l’innovation. Cette semaine, un groupe de chercheurs de Concordia a présenté une méthode d'utilisation d'hologrammes pour imprimer en 3D des motifs complexes et bien plus encore.

L'impression 3D continue de bénéficier de l'innovation. Cette semaine, des chercheurs de Concordia ont présenté une méthode d’utilisation d’hologrammes pour imprimer en 3D des conceptions complexes et bien plus encore. Leur méthode d’impression holographique 3D est considérée par beaucoup comme une solution à bon nombre des lacunes des techniques actuelles. Voici tout ce que vous devez savoir sur l’impression 3D holographique et pourquoi c’est l’avenir de l’industrie.

Le secteur de l'impression 3D a connu une croissance explosive au cours de la dernière décennie dans tous les domaines, notamment les utilisateurs, la technologie, la science des matériaux et les méthodes. Les formes d’impression 3D les plus populaires reposent toujours sur la chaleur et les lasers pour mouler le matériau dans la forme souhaitée. Si cette stratégie s’est avérée efficace, elle laisse encore beaucoup à désirer de la part des utilisateurs.

Impression sonore directe (DSP)

En 2022, une méthode d'impression 3D utilisant des ondes sonores a été introduite sur le marché. Cette stratégie exploite les ondes sonores pour durcir le matériau d'impression dans la forme souhaitée. Les ondes sonores sont utilisées pour créer une cavitation, qui se produit chaque fois que la pression statique descend en dessous de la pression de vapeur dans un liquide. Cet état crée des millisecondes de haute pression et de chaleur. Cette chaleur est utilisée pour durcir rapidement les matériaux imprimés en 3D.

Impression sonore directe holographique (HDSP)

Les chercheurs ont proposé une mise à niveau de la méthode DSP actuelle dans un article récent publié dans la revue Nature Communications intitulé Holographic Direct Sound Printing (HDSP). Cette nouvelle approche utilise des hologrammes acoustiques pour améliorer le processus. L'hologramme utilise des ondes acoustiques spécialement conçues qui induisent des bulles de cavitation à des endroits spécifiques.

Les bulles de cavitation acoustique activées chimiquement assurent une polymérisation régionale à la demande en temps réel, permettant aux chercheurs d'imprimer en utilisant le son plus efficacement et avec plus de détails. Selon l'étude, le processus d'impression permet aux ingénieurs d'examiner et de stocker des images transversales des impressions souhaitées, améliorant ainsi les capacités de conception et permettant aux chercheurs d'améliorer la structuration interne.

Imprimante HDSP

L'imprimante HDSP est configurée d'une manière inversée par rapport à bon nombre de ses prédécesseurs. Plutôt que le bras d’impression se déplace, une plate-forme motorisée déplace le matériau dans l’image holographique stationnaire. Le système utilise des modèles préprogrammés basés sur des algorithmes avancés pour faire naviguer le bras robotique autour de l'image holographique, permettant ainsi aux réactions sonochimiques de se produire et de durcir l'impression.

Test d'impression 3D holographique

Le document de recherche se penche sur certaines des méthodes de test utilisées pour qualifier le nouveau processus de fabrication additive. Les chercheurs ont mené une série d’expériences de sono-chimiluminescence et d’imagerie à grande vitesse pour évaluer les capacités et les performances du HDSP. Plus précisément, des détails clés ont été suivis, notamment un compte rendu détaillé du processus de polymérisation, des effets de réglage, des mouvements robotiques et des calculs logiciels.

Résultats de l'impression 3D holographique

Les résultats de l’étude changent la donne. D’une part, les chercheurs ont remarqué qu’il existait une corrélation directe entre la vitesse d’avance et leur capacité à apporter des modifications à des impressions complexes. À ce titre, l’équipe a intégré des algorithmes logiciels avancés pour optimiser les paramètres en fonction des besoins de chaque impression. Cette manœuvre a abouti à des structures imprimées très précises qui pourraient surpasser les conceptions précédentes.

L'équipe a ensuite étudié la capacité du HDSP à imprimer sur une variété de matériaux différents. Ils ont également testé les effets des hologrammes sur le processus sous différents niveaux d’intensité, de conception et de placement. Enfin, ils ont examiné comment différentes structures, telles que la porosité et les matériaux, affectent le processus de réglage.

Impression à distance (RDP)

L'avancée la plus importante de cette recherche concerne l'impression à distance. Les ingénieurs ont découvert qu'ils pouvaient imprimer des objets derrière des murs et d'autres structures en utilisant HDSP. Cette méthode d'impression interne pourrait permettre un avenir dans lequel les pièces de votre voiture seraient imprimées sur place plutôt qu'installées. Plus impressionnant encore, la même stratégie pourrait être utilisée pour imprimer des organes ou réparer des dommages internes de manière non invasive.

Avantages de l'impression 3D holographique

Les chercheurs ont présenté des arguments convaincants expliquant pourquoi le HDSP surpasse le DSP dans presque toutes les catégories. D'une part, elle est beaucoup plus rapide que la méthode DSP originale, qui se limitait à une stratégie d'impression voxel par voxel. HDSP permet à plusieurs zones de subir un durcissement en même temps. Les résultats sont que vous pouvez imprimer jusqu'à 20 fois plus rapidement en utilisant les méthodes DHSP.

Un autre avantage introduit par HDSP est la possibilité de modifier les images pendant le processus d'impression. Dans une méthode traditionnelle d'impression 3D, chaque couche est appliquée et durcie, ce qui signifie qu'il n'y a aucun moyen d'apporter des modifications si le composant est déjà ajouté. Les utilisateurs HDSP peuvent modifier l'hologramme, ce qui modifie automatiquement l'impression avec un minimum d'effort. En tant que tel, il y a moins de gaspillage car cette approche réduit les erreurs d'impression.

HDSP ouvre la porte à un nouveau niveau de complexité au sein du marché. Cette imprimante peut créer des conceptions complexes avec des composants internes utilisant des ondes sonores, permettant aux ingénieurs de développer des options plus efficaces et plus légères sans sacrifier les performances et la durabilité.

Un autre avantage révolutionnaire offert par HDSP est la possibilité de créer des objets simultanément. Le système vous permet de maximiser les efforts en combinant plusieurs impressions au cours d'une seule session. Le système peut prendre en charge différentes impressions à différents endroits, maximisant ainsi l'espace d'impression et réduisant les temps d'impression.

Le

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!