Impression 4D : C’est quoi?

 

L’impression 4D prend son inspiration du principe d’auto-assemblage qui n’est pas un concept nouveau. Il y a de grande chance que vous ailliez entendu parler d’auto-assemblage moléculaire où les molécules viennent former des structures complexes sans intervention humaine de quelconque manière. C’est une manière de faire beaucoup employé en nanotechnologie également.

Ce principe est repris par l’impression 4D  en l’amenant à l’échelle supérieure. S’il est possible que de petites structures à l’échelle microscopique s’assemblent toutes seules, pourquoi ne pas l’imaginer sur de plus grands objets imprimés en 3D ?

Donc l’impression 3D fabrique des objets qui conservent leurs formes fixes, celle du 4D vient changer leurs formes mais aussi leurs couleurs, leur taille, la façon dont ils se déplacent, etc. Elle utilise des matériaux déjà reconnus de l’industrie qu’on appelle des matériaux  »intelligents » qui ont été programmés pour se modifier sous l’effet d’un facteur externe comme exemple très connue la température. On vient donc ajouter ce code au matériau qui fournit des instructions à la pièce imprimée.

Bastien E. Rapp, Président du Process Technology Laboratory NeptunLab, explique : « L’impression 4D est la forme fonctionnelle de l’impression 3D. Au lieu d’imprimer uniquement des structures physiques, nous pouvons maintenant imprimer des fonctionsC’est comme incorporer un morceau de code dans un matériau – une fois déclenché, il fait ce que vous avez programmé pour le faire. »

 

Petit cours d’histoire

 

Durant une intervention à la conférence TED à Long Beach (Californie), le 26 février 2013, que Skylar Tibbits, directeur de recherches au MIT Self Assembly Lab, a dévoilé le 4D printing. Son élaboration a été fait avec la collaboration du constructeur israélien d’imprimantes 3D Stratasys. Cette nouvelle technologie d’impression permet aux objets de se modifier après leur impression, elle s’adapter. L’éditeur du logiciel de conception et de visualisation 3D Autodesk est également impliqué dans le projet.

Il parle alors d’impression 4D en expliquant qu’il est possible d’ajouter à un matériau d’impression 3D une nouvelle caractéristique, à savoir la capacité de transformation à travers le temps. Le matériau pourrait changer de forme par lui-même, sans intervention humaine quelconque mais simplement par l’effet d’un facteur externe comme la lumière, la chaleur, une vibration, etc.

 

Quel possibilité peut-on y voir?

Plusieurs domaines y verraient un avantage autant dans la fabrication de produit adaptable pour chaque consommateur ou bien des structures s’ajustant au changement climatique.

L’une de ses idées de Skylar Tibbits était d’ailleurs d’utiliser l’impression 4D pour créer des canalisations intelligentes : celles-ci s’adapterais en changeant de forme en fonction du volume d’eau qu’elles contiennent ainsi que lorsqu’un phénomène quelconque se produirait sous terre. Ceci éviterait de les déterrer et de les changer, ce qui est très coûteux.

L’impression 4D attire plusieurs secteurs d’intéret, un de ses grand fan est celui de la médecine. Elle offrirait la possibilité de créer des dispositifs sur-mesure, intelligents et évolutifs : par exemple, en imprimant en 4D un implant, on pourrait plus facilement contrôler son état et sa viabilité une fois intégré par le patient. Ce style d’impression permettrait à des cellules de s’adapter à un corps humain en fonction de sa température par exemple.

Imaginez! Un médicament imprimé en 4D qui pourrait libérer sa substance en fonction de la température du corps du patient. D’ailleurs c’est l’un des travaux de recherche du Dr. Fang au MIT qui l’explique : « Nous souhaitons utiliser la température corporelle comme déclencheur. Si nous pouvons concevoir des polymères correctement, nous pourrons peut-être créer un dispositif d’administration de médicament qui ne libérera le médicament que si de la fièvre apparaît. »

Un autre secteur qui s’y interesse est celui des transports au sens large, que ce soit l’automobile ou le marché aéronautique. On vous avait présenté le matériau gonflable développé par BMW et le MIT, se modifiant en forme et en taille sous l’effet d’impulsions d’air. C’est un matériau intéressant pour concevoir de futurs pneus par exemple, capables de s’auto-réparer en cas de crevaison ou de s’adapter aux conditions climatiques les plus extrêmes. Au delà des voitures, on peut aussi parler des avions. Un composant imprimé en 4D pourrait réagir à la pression atmosphérique ou aux changements de température, et donc modifier sa fonction.

Finalement, l’impression 4D est  un incourtounable pour toutes les applications qui nécessitent un fort degré de personnalisation car il est possible de programmer le matériau selon nos besoins, l’objet imprimé viendra forcément y répondre au moment donné. Un point capital pour tous les biens de consommation. Imaginez des vêtements qui prennent la forme réelle de notre corps, des meubles qui se plient et se déplient pour gagner de la place, etc.