Inspiré par Terminator, il a inventé l’impression 3D ultra rapide

“Ce que nous appelons impression 3D n’est en fait que de l’impression 2D répétée encore et encore”, affirmait Joseph DeSimone, lors de sa conférence TED le 16 mars dernier à Vancouver. “Il y a même des champignons qui poussent plus vite que des objets imprimés”, rappelle ce chimiste américain qui, avec sa start-up Carbon 3D, a inventé un procédé d’impression qui se veut révolutionnaire. Au lieu de fabriquer des objets couche par couche, au moyen d’une tête “extrudeuse”, son imprimante les fait émerger d’une seule pièce d’un bassin de résine liquide.
 
Si cela vous évoque un film de science fiction, ce n’est pas un hasard. C’est en visionnant Terminator 2, plus précisément la scène où le robot T-1000 émerge d’une flaque de métal liquide, que Joseph DeSimone aurait trouvé l’inspiration. Avec deux collègues de l’université de Caroline du Nord, un autre chimiste et un physicien, il s’est penché sur la photo-polymérisation : une technique bien connue de votre dentiste, qui utilise la lumière ultra violette pour durcir des couches successives de résine.

INSPIRÉ PAR LES LENTILLES DE CONTACT

Certains spécialistes argueront que cette technique n’est pas nouvelle. Employée dès 1984, aux prémices de l’impression 3D, cette technologie présentait cependant le défaut de créer des pièces très fragiles, dont les couches tendaient à se désolidariser. Le procédé mis au point par le professeur DeSimone, baptisé CLIP (Continuous Liquid Interface Production), s’émancipe lui de cette contrainte en permettant des pièces d’un seul tenant. Une invention qui lui a valu une publication dans la revue Science.

En pratique, l’imprimante Carbon3D se compose d’une plateforme mobile qui plonge dans une cuve de résine liquide. Au fond de cette cuve, on trouve une lentille perméable à l’air et à la lumière (comparable aux lentilles de contact). En dessous, une lampe UV projette une vue en coupe de l’objet… qui prend forme en se polymérisant à la surface de la lentille. En contrôlant l’exposition à la lumière, qui durcit la résine, et à l’oxygène, qui l’empêche l’objet d’adhérer à la lentille, l’imprimante donne forme à la matière.

Quel intérêt par rapport à une imprimante 3D “traditionnelle” ? Tout d’abord, le temps de l’impression, qui est divisé par cent. Lors de son show sur la scène de TED, l’imprimante a réalisé une forme géométrique complexe en sept minutes. Une tâche qui aurait demandé entre sept et dix heures à une imprimante 3D conventionnelle… et aurait été irréalisable par tout autre procédé. D’autant qu’à l’avenir, selon DeSimone, le temps d’impression pourrait être divisé par mille. Un tel gain pourrait faire passer l’impression 3D du rang d’outil de prototypage à celui d’outil de production à part entière, à même de remplacer les moules à injection de l’industrie plastique.

Autre avantage : les objets réalisés avec cette nouvelle technique sont plus résistants que leurs homologues imprimés “couche par couche”. Et la finesse de l’impression UV permet de créer des objets aux structures internes hautement complexes et économes en matériaux, à l’image des os humains.

Des applications pour l’industrie aéronautique sont déjà envisagées. La rapidité de ce procédé pourrait également intéresser l’industrie médicale, par exemple pour réaliser en quelques secondes des stents adaptés aux artères des personnes cardiaques.
 
IMPRIMEZ VOS BASKETS

La finesse de l’impression, de l’ordre du micron, pourrait aussi être utile dans le domaine des nanotechnologies. Imaginez un pansement qui vous vaccine grâce à sa surface composée de millions d’aiguilles microscopiques, ou un circuit imprimé tout aussi finement conçu… Mais surtout, cette nouvelle technologie d’impression fonctionne avec une gamme de plastiques bien plus large que celle de l’impression 3D traditionnelle. Selon DeSimone, tous les plastiques polymères pourraient ainsi être imprimés avec sa machine, y compris le nylon ou le caoutchouc.

Ces formidables débouchés pour l’industrie aéronautique ne vous passionnent pas ? Peut être, alors, serez-vous davantage branché par l’idée d’imprimer un jour vos propres baskets ! C’est l’une des autres applications évoquées par le chimiste sur la scène de TED. À condition d’être patient : la commercialisation de l’imprimante n’est prévue qu’en 2016 et son prix n’a pas encore été annoncé.

Jean-Jacques Valette
Journaliste à We Demain