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Des matériaux à mémoire de forme imprimés en 3D - Par : Luis Felipe Gerlein Reyes,

Des matériaux à mémoire de forme imprimés en 3D


Luis Felipe Gerlein Reyes
Luis Felipe Gerlein Reyes Profil de l'auteur(e)
Luis Felipe Gerlein R. est actuellement candidat au doctorat à l’ÉTS. Ses intérêts de recherche comprennent les nanomatériaux, l’optoélectronique, les matériaux et les dispositifs.
Programme : Génie électrique 

Une nouvelle technologie développée par le MIT et la SUTD permet l’impression tridimensionnelle de matériaux qui peuvent revenir à leur forme initiale après avoir été pliés ou tordus. L’équipe d’ingénieurs de l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT) et de l’Université de technologie et de design de Singapour (SUTD) a présenté récemment des objets imprimés en 3D, faits de polymères pliables à mémoire de forme, qui sont flexibles en taille et en forme grâce à une résolution d’impression sans précédent pour ce type de matériaux de base.

Pour ce faire, ils tirent avantage des caractéristiques structurelles de ces polymères à mémoire de forme. À température ambiante, à l’état froid, le matériau demeure tel quel. À des températures plus élevées, le matériau se transforme en une sorte de caoutchouc mou et malléable. D’ailleurs, une fois que le matériau est déformé, il le restera jusqu’à ce qu’il soit chauffé, c’est alors que se produit le phénomène inverse et le matériau reprend sa forme initiale imprimée. Le procédé, dans ce cas, nécessite une impression 3D à de plus grandes températures pour arriver à manipuler le polymère. L’équipe a étudié et analysé le polymère afin de trouver la température déclenchant sa transformation pour faciliter l’introduction de cette technologie dans plusieurs domaines de l’industrie et de consommation courante.

mémoire de forme

Une mini-pince imprimée en 3D en matériaux multiples, à mémoire de forme, munie de charnières aussi à mémoire de forme et d’extrémités au toucher adaptatif, saisit une vis d’assemblage. Photo : offerte par Qi (Kevin) Ge

La capacité des polymères à mémoire de forme imprimés en 3D offre des applications intéressantes en médecine où l’administration de médicaments pourrait être potentiellement gérée par des déclencheurs locaux comme la température du corps. Ceci est important du fait que pour de nombreuses maladies, le moment où le remède est administré est crucial pour maximiser son effet. Imaginez ce scénario : si une infection cause une hausse de la température du corps, une capsule contenant un agent thérapeutique déterminé s’ouvre et libère cet agent pour lutter contre cette infection exactement au bon moment.

Notamment, l’équipe a optimisé l’impression 3D des polymères pour fabriqué les objets  les plus petits à ce jour à l’aide de ces composants, aussi petits qu’un cheveu. C’est une étape importante pour l’impression 3D de matériaux à mémoire de forme qui recourt à une technique appelée microstéréolithographie. Cette dernière emploie la lumière d’un projecteur, en illuminant seulement certaines zones d’un bassin de résine et en répétant le processus pour fabriquer des structures couche par couche. En utilisant une approche similaire à celle de la lithographie optique, on peut obtenir des détails très fins de l’ordre du micron.

Les polymères à mémoire de forme proviennent d’un mélange de deux polymères précis. L’un est flexible et l’autre apporte un support pour éviter la cassure. Après mélange et réticulation, est produit un polymère d’une grande tolérance à la flexion et à l’étirement. De plus, le mélange va reprendre sa forme originale après avoir été chauffé à une température située entre 40 et 180 °C (entre 104 et 356 °F). Le procédé de la microstéréolithographie pour imprimer mène à de minuscules attributs qui favorisent ce processus à mémoire de forme; ainsi une structure imprimée peut revenir plus facilement à sa forme originale.

D’autres applications émergent dans le domaine de l’aérospatiale où le besoin de matériaux légers et intelligents s’impose. Imaginez des actionneurs qui ne nécessitent aucune pièce mécanique et qui sont en même temps légers et durables. De plus, leur fabrication pourrait s’effectuer sur place, directement dans l’espace. Juste en appliquant de la chaleur (qui est abondante dans l’espace) à une pince de saisie, celle-ci se refermerait et agripperait tout objet ayant besoin d’être manipulé.

mémoire de forme

Illustration d’une tour Eiffel à mémoire de forme, imprimée en 3D en utilisant la projection microstéréolithographie. Ici, vous pouvez la voir se déplier après avoir été recourbée et durcie sur une pièce d’un dollar de Singapour chauffé. Photo : offerte par Qi (Kevin) Ge

Les applications possibles de cette technologie commencent à peine à poindre. Nous espérons en apprendre plus sur ce projet dans un avenir proche.

Ce rapport est publié dans la source suivante.

[accordion title= »Références des images » close= »1″] Les images proviennent toutes du site de MIT. Source. Licence CC. [/accordion]

Luis Felipe Gerlein Reyes

Profil de l'auteur(e)

Luis Felipe Gerlein R. est actuellement candidat au doctorat à l’ÉTS. Ses intérêts de recherche comprennent les nanomatériaux, l’optoélectronique, les matériaux et les dispositifs.

Programme : Génie électrique 

Chaire de recherche : Chaire de recherche du Canada sur les matériaux et composants optoélectroniques hybrides 

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