Avec l'impression en milieu contraint, la fabrication additive s'affranchit des suppports

Et si l’on pouvait se libérer des contraintes de la gravité ? C’est l’ambition, très concrète, de certaines start-up qui rêvent d’offrir à l’impression 3D encore davantage de liberté. À l’origine, un simple constat : si la fabrication additive est capable de produire des géométries complexes ou lattices, les techniques existantes sont très dépendantes de matières support, dites « sacrificielles », pour aboutir à ces designs. Cela se complique d’autant plus lorsque le matériau à imprimer est souple et flexible. La solution ? Imprimer directement dans un milieu fluide – une poudre ou un gel – servant lui-même de support à la pièce.

Imprimer dans un bac de poudre

Une véritable gageure car il faut à la fois prendre en compte l’interaction de la matière avec ce milieu et l’influence du déplacement de la tête d’impression dans celui-ci. La société 3Deus Dynamics, issue de la plateforme lyonnaise 3d.FAB, a développé un concept baptisé « Dynamic molding ». Dans un bac contenant une poudre dont la nature varie en fonction de la matière à imprimer, la tête d’extrusion vient s’enfoncer pour déposer la matière au cœur de ce milieu fluide. Après impression, la poudre recouvre les couches pour les maintenir en place. Cette méthode permet d’imprimer tous types de matériaux, même ceux dont la mise en œuvre est réputée difficile : thermoplastiques souples, élastomères, silicones. Un procédé équivalent appelé Fresh (Freeform reversible embedding of suspended hydrogels) a été récemment étudié par des chercheurs américains dans le domaine de la bio-impression. Il utilise un fluide non newtonien pour maintenir en suspension des hydrogels contenant des cellules.

Un degré de liberté inégalé

Ce procédé a permis de développer des répliques d’organes bio-imprimés aux morphologies convaincantes. La société Soliquid s’est également lancée, il y a quelques années, dans cette technologie pour l’appliquer à l’architecture. « Notre objectif est de pouvoir imprimer des formes en béton avec un degré de liberté inégalé », précise Jim Rhoné, son cofondateur. Là encore, il s’agit d’une matière à la viscosité étudiée qui sert de milieu et de support au béton extrudé. « La matière est autocicatrisante, indique Jim Rhoné. Nous avons également étudié l’hydrodynamisme de la tête d’impression dans ce milieu pour éviter de générer des turbulences. » Soliquid commence tout juste à prendre ses marques. L’entreprise envisage d’utiliser sa technologie pour créer des récifs artificiels qui serviront à consolider les fonds marins. Elle pourrait prochainement élargir son approche à d’autres matières que le béton pour implanter sa technologie dans d’autres secteurs.