Depuis longtemps, les chercheurs travaillent sur l’usage des matières liquides dans l'impression 3D, pour « imprimer », par exemple, des fluides indispensables aux systèmes hydrauliques, à l’image de ceux qui équipent les robots mobiles. Hier, les chercheurs du Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) du MIT ont annoncé « la première technique d'impression 3D capable de combiner matériaux solides et liquides ». La technique permet, selon eux, d’imprimer de A à Z, en une seule opération, un robot mobile avec n’importe quelle imprimante 3D du commerce.
« Cette approche, dite de « fluide imprimable », permet d’envisager la fabrication rapide de machines fonctionnelles », a déclaré la directrice du CSAIL, Daniela Rus, qui a supervisé le projet et co-écrit un article décrivant les résultats. « La seule chose à faire en sortie d’impression est de connecter une batterie et un moteur au robot, et il est prêt à marcher », a-t-elle affirmé. Ces résultats seront présentés le mois prochain lors de la conférence IEEE International Conference on Robotics and Automation 2016 (ICRA) qui se tiendra du 16 au 21 mai en Suède.
Construire des systèmes hydrauliques préconfigurés complexes
Jusqu’ici, la plupart des tentatives d’impression avec des liquides nécessitaient des étapes supplémentaires, en particulier un nettoyage manuel post-traitement qui excluait l’usage de telles solutions pour la fabrication en usine. Avec cette nouvelle technique, l'imprimante jet d'encre dépose des gouttelettes de matière d’un diamètre de 20 à 30 microns, soit deux fois moins épaisses qu’un cheveu humain. Les différentes matières sont déposées par couche, les parties non liquides étant ensuite solidifiées par une lumière ultraviolette à haute intensité.
« L’impression jet d'encre nous permet d'avoir huit têtes d'impression différentes et de déposer différents matériaux côte à côte et simultanément », a déclaré le post-doctorant du MIT, Robert MacCurdy, également co-auteur du projet. « Nous pouvons ainsi contrôler très finement le positionnement des matériaux et construire des systèmes hydrauliques préconfigurés complexes ».
Un robot imprimé sans assemblage de pièces
En guise de démonstration, les chercheurs ont imprimé un robot à six pattes capable de ramper grâce à 12 pompes hydrauliques intégrées dans son corps. En sortie, le robot pèse 700 grammes pour moins de 15 centimètres de longueur. Un moteur active une pompe qui pousse le liquide vers les pattes. Mis à part le moteur et l'alimentation, tous les composants sont imprimés d’une seule traite, et il n’y a pas d’assemblage. « En apportant des modifications mineures, les imprimantes 3D multimatériaux actuelles pourraient utiliser cette technique », ont déclaré les chercheurs.
La méthode n’est pas figée puisqu’elle permet de concevoir des robots de taille et de forme variées, avec des fonctions différentes. Parmi les applications potentielles, les chercheurs mentionnent le secours aux sinistrés dans les environnements à risque. « Si vous avez conçu un robot rampant, et si vous avez besoin d’agrandir sa taille pour avoir un modèle plus agile, vous pouvez le modifier en quelques minutes », a déclaré Robert MacCurdy. « Dans les versions à venir, le système pourra même se passer de toute intervention humaine. Il suffira d’appuyer sur quelques boutons, et les changements seront appliqués automatiquement ».