News Mardi 6 février 2018 - 08:03

Impression 3D multi-matériaux, le nouveau brevet du chercheur Neri Oxman

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Neri Oxman et ses collègues : Dominik Kolb, James Weaver et Christoph Bade, du groupe Mediated Matter, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), ont publié, le 28 décembre 2017, un nouveau brevet pour l'impression 3D multi-matériaux. Celui-ci porte sur la traduction de données de nuages de points numérisés en une commande opérationnelle pour les imprimantes 3D. Il a été octroyé en prévision d'un changement entraînant progressivement le mélange de plusieurs matériaux en une seule impression 3D.

Jusqu'à présent, seules les imprimantes 3D : PolyJet et Systems ProJet de Stratasys, ainsi que DragonFly 2020 de Nano Dimension, possédaient des capacités multi-matériaux. D’autres sociétés telles que HP (avec sa Multi Jet Fusion) et Rize Inc. (avec la Rize One) devraient poursuivre la croissance de ce marché.

La légèreté supportable des nuages de points

L’impression 3D multi-matériaux nécessite un format de fichier plus adapté que le STL classique. Les chercheurs Oxman, Kolb, Weaver et Bader ont relevé ce défi en adoptant une approche pixel par pixel. Le principal atout du nuage de points est la légèreté des données, ce qui requiert une puissance de traitement minimale.

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Dans un premier temps, les nuages de points non organisés sont convertis en structure de données spatiales, correspondant à l'objet en question. Par exemple, lors de l’impression d’une roue de vélo scannée en 3D, les données spatiales traduisent la longueur de chaque rayon. Ces données sont ensuite découpées en couches, puis divisées en pixels.

Des pixels plutôt que des voxels

À ce stade du processus, l’objet 3D est réduit en pixels. Ceux-ci doivent ensuite être remplis pour imprimer l'objet désiré. Il faut donc définir les matériaux de chaque pièce : quelles sont celles métalliques et celles en caoutchouc, mais aussi leur densité, leur flexibilité, leur couleur, etc. Des instructions Gcode sont alors générées à partir de trames binaires pour chaque couche de pixels. L’objet 3D multi-matériaux est ainsi créé.

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Le laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle du MIT a déjà étudié un concept similaire utilisant des pixels 3D, appelés voxels. Concernant cette approche conventionnelle, le chercheur Oxman a indiqué que son utilisation ne convient pas à une imprimante 3D, en raison de l'ensemble de données nécessaire pour décrire un objet multi-matériau de grande taille. La mémoire d’une imprimante 3D serait insuffisante et sa force de calcul trop faible.

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