This course will help you understand how 3D printing is being applied across a number of domains, including design, manufacturing, and retailing. It will also demonstrate the special capabilities of 3D printing such as customization, self-assembly, and the ability to print complex objects. In addition to business applications, this course will also examine how individuals, including those in developing countries, are using this technology to create solutions to the problems they face. This course will also provide an overview of design thinking and how you can use this framework to develop ideas that can be turned into objects. Learners who complete this course will obtain a rich understanding of the capabilities of 3D printing and how to think about designing objects for this new technology.
Webinar- 3d Printing with Soft Materials(Bonus)
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En provenance du cours de University of Illinois at Urbana-Champaign
3D Printing Applications
361 notes
À partir de la leçon
Module 1: 3D Printing – A New Way of Making
In this module, we continue the discussion from the first course with Aric Rindfleisch, and explore further the reasons why 3D printing is considered a paradigm shift and a revolutionary change. We will hear from people working in the field, from academics, venture capitalists, and even lawyers. We will focus mostly on accessible desktop 3D printing but will look at applications across a spectrum of 3D printing technologies.
Rencontrer les enseignants
Vishal SachdevClinical Assistant Professor , Director, Illinois MakerLab
Business Administration
[MUSIQUE]
Ceci est un hangout que nous avons organisé ou
plutôt nous devrions l’appeler un zoom meeting, que nous avons organisé pour
étudiants dans le cours de Coursera sur l’impression 3D, qui est
offert par le MakerLab de l’Illinois, en partenariat avec Ultimaker et Autodesk.
Et voilà, nous sommes environ à la semaine deux
dans le deuxième cours dans la spécialisation.
C’est le cours d’applications de l’impression 3D et aujourd'hui nous parlons avec
le Dr. Charles Murray qui étudie
les possibilités d’impression 3D avec des matériaux mous et
j’ai en fait connu le Dr. Charles Murray
lorsque nous nous intéressions à l’un des projets que
j'ai aussi mentionné dans le cours, qui est l'impression 3D de nourriture,
par l’un des étudiants de notre Université.
Et voilà comment je l'ai connu ; quand je l’ai contacté,
j'ai réalisé que leur vision pour ce matériel particulier
qu’ils ont trouvé était beaucoup plus large que pour seulement l’impression de nourriture.
Nous allons donc en apprendre plus sur ce sujet aujourd'hui.
Donc Charles, commençons par vous présenter,
et parlez-nous de votre histoire et de comment vous vous êtes intéressé à ce domaine et
de votre entreprise, elle est assez récente, on peux l’appeler une startup.
>> [Rire] Oui, exactement.
Oui, c’est encore vraiment une startup. >>Alors, que faites-vous ?
>> OK, un peu de background.
Comment suis je arrivé dans l'impression 3D ?
C'était plus ou moins accidentel.
J’ai eu une carrière dans l'informatique et
j’avais l’intention de me réorienter vers une carrière de scientifique et
alors j’ai commencé un cursus scientifique avancé et ainsi de suite et
j'ai obtenu une bourse pour faire mon doctorat en Australie.
Ça a débuté en 2007 et mon projet était d’imprimer des polymères conducteurs et
des matériaux biopolymères.
J’ai commencé avec de l'impression à jet d’encre et j'ai trouvé que
c'est immensément frustrant quand vous essayez d'élaborer des matériaux personnalisés.
Et donc j’ai commencé à regarder une plus grande échelle par rapport à l’échelle micro de l’impression,
et bien sûr c’était l'extrusion, et c’est là que l’impression 3D correspond.
Maintenant, en 2007, vous ne pouviez pas acheter une imprimante 3D de bureau, vous ne pouviez pas acheter un kit,
il n’y avait aucun modèle open source ou des choses comme ça, c'était très tôt.
Je crois que la Prusa venait de sortir, la RepRap, je pense.
Et alors c'était trop tôt.
Et je ne voulais pas perdre mon temps de thèse à construire une imprimante.
Parce que je devais obtenir un doctorat en chimie.
Et donc j'ai avancé et j’ai acheté une machine de fraisage numérique de bureau.
Et puis j’y ai connecté une seringue et j'ai construit une interface pour cela.
Et c'est devenu un système avec lequel j’ai pu imprimer des matériaux mous.
Donc en construisant ça, j’ai beaucoup appris sur les principes fondamentaux d’un système d’impression 3D.
Et puis j'ai fini mon doctorat et j'ai été officiellement diplômé en 2011.
Et à ce moment là, je crois que Ultimaker a été fondée en 2011,
et la tendance RepRap était en train de décoller.
Donc, en tout cas, c’est essentiellement le background qui m’a amené à ce point maintenant.
Et j’ai vu la hausse du marché de l’impression 3D et j’ai pensé OK,
sûrement quelqu'un va en inventer une pour les matériaux mous, parce que dans mes études, j’ai vu
qu’il y avait beaucoup de matériaux utiles à imprimer qui étaient sous une forme molle.
Et à ma grande surprise, personne n’a sorti ce produit.
Il y a quelques compagnies qui ont essayé, il y avait le Fab at Home Group du MIT
par exemple,
et il y a Richrap qui est
un type d’extrudeur de pâte open source et je pense que Printer Bar
a un extrudeur de pâte open source maintenant, qui fonctionne sur leurs imprimantes.
Donc il est clair que d'autres personnes tentent de résoudre le problème mais
ce que nous faisions était très différent, nous mettons la mécanique séparément.
Il n'y a pas besoin de monter la mécanique sur le dessus de votre imprimante.
Cela nous permet de mettre beaucoup plus de puissance dans notre système et
la façon dont notre système fonctionne, c’est une tour qui se trouve à côté de votre imprimante.
Vous mettez la cartouche dedans et vous branchez le tube sur votre imprimante
donc le raccord physique est juste un tube, ce qui est trivial.
Et donc de cette façon, nous essayons d’assurer une large compatibilité et
le Discovery est entraîné par un moteur pas à pas NEMA 17
qui est compatible avec la plupart des imprimantes 3D.
Les seules imprimantes qui semblent poser des problèmes, sont à moitié open source,
ce sont les plates-formes de MakerBot, des choses comme le Flashforge ou le Wenhaus, et
tout cela.
MakerBot a pris quelques décisions de conception qui s’écartent de la norme que le reste
du monde de l'impression 3D suit, ainsi que des imprimantes propriétaires.
>> Oui. >> Donc, un 3D Systems Cube, ou
quelque chose comme ça, sauf si vous êtes un ingénieur de génie, et
que vous voulez passer du temps là-dessus, ce n'est pas la peine d'y penser.
Oui, OK donc je vois une question dans le chat.
Comment tenez-vous compte du facteur de rétractation avec différents matériaux et
si vous devez travailler sur un projet qui est sensible à la taille du produit,
est-il possible de compenser la rétractation de la pièce ?
>>C'est une très bonne question.
Alors, qu'est-ce que cela implique ?
Ça implique la concentration de votre matériel par rapport à votre solvant.
Donc, si j’ai un matériau comme le silicone,
le silicone n’a pas de rétractation notable quand il sèche.
Donc, en général lorsque nous imprimons un produit en silicone
c’est dans la même dimension que ce que nous avons l’intention d'obtenir.
Le silicone est un matériau un peu spécial en ça.
Par contre, si j’ai quelque chose qui est un matériau hydrogel ou
quelque chose qui va sécher de façon significative, alors la structure
imprimée devra être ajustée pour tenir compte de ce facteur de séchage.
Donc, fondamentalement l’aspect impression est juste un outil, mais
il ne résout pas le problème du matériau.
Ainsi, l’extrudeur Discovery est destiné à vous permettre d’apporter votre propre matériau
à l’impression 3D.
Mais, le problème du matériau lui-même,
lorsque vous travaillez avec votre propre matériau personnalisé est de votre ressort.
Donc, c’est un problème qui doit être pris en compte dans votre conception.
>> Donc Charles, [INAUDIBLE]
Je sais que tout le monde se penche sur Discov3ry et
nous regardons l'impression avec de la nourriture et tout le monde est
en quelque sorte distrait
de la conversation sur ce que les matériaux souples peuvent vraiment faire.
Et, je sais que vous avez exploré des applications bien au-delà des aliments,
en termes d’électronique et d'ingénierie des tissus et même
de l'électronique comestible.
Pouvez-vous nous donner l'état de l'art de ce qui est possible avec des matériaux mous
aujourd'hui ?
>>Les possibilités avec les matériaux mous.
Essentiellement, si vous regardez l’impression 3D avant que Structur3D apparaisse,
vous aviez une poignée de matières plastiques.
Peut-être 12 au début, peut-être environ 40 à 50 matières plastiques maintenant.
Beaucoup de différents genres de PLA, d'ABS, vous avez du PET,
vous avez matériaux en polycarbonate, vous avez des filaments de type
fibre de carbone maintenant,
alors vous avez matériaux semi flexibles comme NinjaFlex et ainsi de suite.
Mais la chose importante à retenir à propos de toutes ces matières est
qu'elles sont fondamentalement
à base de plastique, ce sont des thermoplastiques,
ce qui signifie qu’ils doivent
être fondus pour être déposés dans votre forme de votre choix.
Ce qui signifie que si vous voulez avoir quelque chose qui est un joint d’étanchéité
qui va aller sur un moteur de voiture et
que vous avez besoin d’une certaine souplesse, c’est très bien,
il y a du NinjaFlex, mais
dès que vous allumez le moteur, il devient chaud, et le NinjaFlex va fondre.
Donc vous ne pouvez utiliser aucune de ces matières thermoplastiques pour
des applications
sensibles à la chaleur, puisque c’est le mécanisme qui est utilisé pour l’impression.
Donc c’est là qu'interviennent les matériaux plus mous pour
ouvrir des possibilités encore plus larges.
Alors, quand vous parlez de matériaux mous,
C’est un peu plus facile si vous avez des connaissances en chimie,
avec un peu de chimie avancée, vous pouvez faire des trucs assez cool.
Si vous avez seulement quelques bases de chimie, vous pouvez quand même faire
quelques formulations de matériel très intéressantes par vous-même.
Et puis, vous contrôlez la recette. Donc grâce à ça, au lieu de
40 ou 50 matériaux pour l’impression 3D, vous en avez des milliers.
Et ce que cela signifie est que ça vous permet de profiter encore plus des avantages
de l'impression 3D, parce que l’avantage de l’impression 3D n'est pas
la fabrication en série, parce que les imprimantes 3D sont lentes par nature.
L’avantage de l’impression 3D est la personnalisation.
Obtenir un objet très spécifique pour résoudre votre problème spécifique.
Et quand vous avez seulement le choix entre 50 matériaux,
avec des filaments, par exemple,
cela vous donne un choix très limité pour résoudre votre problème.
Et beaucoup de ces choix peuvent être bon.
Évidemment, si le plastique est un matériau adapté, utilisez le plastique.
Vous n'êtes pas obligé d'utiliser des matériaux mous.
Mais il y a des applications où les matériaux mous sont très bénéfiques, et
avoir des milliers de possibilités vous permet de trouver exactement le bon.
Pour parler d'applications réelles, j’ai cité les joints d'étanchéité.
Donc si vous avez une voiture ancienne ou si vous construisez un moteur personnalisé et
vous avez usiné le bloc moteur et
et que maintenant vous avez besoin de joints d'étanchéité, alors comment faire ?
La méthode traditionnelle serait de se procurer une feuille de caoutchouc de silicone ou
un autre caoutchouc résistant à la chaleur et de découper les trous dedans et d'espérer que
vous avez coupé correctement pour ne laisser passer aucune fuite.
Mais avec le Discov3ry, vous pouvez obtenir le bon joint en silicone qui sera
résistant à la chaleur, à l’huile et vous pourrez l'imprimer.
Vous pourrez en imprimer plusieurs copies.
C’est là l’un des avantages.
Puis, si vous commencez à regarder, par exemple des prothèses médicales,
le corps de chacun est si différente, la forme, la taille, tout.
Donc si vous avez besoin d’une prothèse médicale, la méthode
traditionnelle est de faire un moule,
ça prend beaucoup de temps et puis vous devez stocker le moule, donc
vous payez le coût de stockage.
Et puis, si vous le perdez, ça prend beaucoup de temps à nouveau pour en faire un autre.
Alors de le modèle pour l'impression 3D, le modèle peux être stocké dans le Cloud
et vous pouvez
être n’importe où dans le monde et vous perdez votre prothèse et
il vous en faut une nouvelle.
Et vous allez à une imprimerie locale qui peut imprimer un matériau silicium.
Vous appelez votre médecin de l’autre côté du monde et vous dites, hey, pouvez-vous
envoyer mon fichier d’impression à ce mec pour qu'il puisse m’imprimer
une nouvelle prothèse par exemple.
Vous ne pouvez pas faire ça dans aucune autre situation.
Et puis, si nous parlons d’occasions, il y a l'ingénierie tissulaire.
Pour l’instant, il y a donc des problèmes avec le don d’organes.
Si quelqu'un a besoin d’un nouveau foie ou disons d'un nouveau cœur ou
tout autre organe dans leur corps,
il faut trouver le bon type de donneur, il faut trouver quelqu'un de compatible.
Même si vous trouvez quelqu'un de compatible, vous prenez des médicaments
anti-rejet toute votre vie,
parce que votre corps reconnaît cet organe de quelqu'un d’autre comme un objet étranger et
l'attaque.
Et donc, ça devient une dépendance, ok, bien sûr,
vous êtes vivant, mais néanmoins maintenant vous allez prendre,
pour le reste de votre vie,
ces médicaments anti-rejet, alors qu’avec l'ingénierie tissulaire,
ce qui est prometteur est
que vous pouvez imprimer un échafaudage en matériau neutre,
et vous pouvez l'amorcer avec des cellules du patient lui-même.
Donc si j’ai besoin d’un nouveau foie ils peuvent prendre des cellules saines
du foie de mon corps,
les mettre sur cet échafaudage, les laisser pousser en laboratoire jusqu'à
ce qu’elle aient la bonne taille et
qu'elles soient prêtes à continuer de croître et à devenir une partie de mon corps.
Ils les implantent en moi et parce que ce sont mes propres cellules,
je n’avais plus à m'inquiéter de ce problème de médicaments anti-rejet.
Et oui, pour répondre... L'ingénierie tissulaire est-elle identique à
la bio impression ? À bien des égards, oui, je dirais que l'ingénierie tissulaire
est sans doute un peu plus avancé que la bio impression et
je vais vous expliquer la différence subtile.
Maintenant, certains des défis avec l'ingénierie tissulaire,
ça va arriver dans le monde réel.
Je pense probablement dans, disons, 10 à 20 ans car
si je peux imprimer un échafaudage avec de vrais cellules de foie dessus,
c’est génial.
Et c’est une des diapositives dans la présentation que je vous ai envoyé, Vishel.
C’est un problème.
Mais le second problème est que vous devez envoyer le flux sanguin
vers cet organe.
Donc vous devez avoir un réseau vasculaire à l’intérieur de votre structure
imprimée en 3D,
pour que vous puissiez la relier aux artères, et
amener la circulation sanguine dans le système.
Parce que si les cellules ne reçoivent pas de sang, une fois dans votre corps,
elles ne survivent pas.
Alors maintenant il faut intégrer ça dans la conception de votre impression 3D.
Ensuite, les matériaux pour le réseau vasculaire
peuvent être très différents de ceux pour la structure de l’organe.
Le réseau vasculaire peut être d'une structure un peu
similaire à celle d'un muscle.
Et voici une diapositive fantastique qui met en valeur
l’état actuel de la recherche du côté de l'ingénierie tissulaire.
Alors celle-ci en haut à gauche, ici,
montre ce type de petits réseaux en treillis.
Il s’agit de la publication d’une enquête qui date de 2000.
Et si je l’ai mis dans cet exposé, c'est pour vous montrer qu'il y a 16 ans
il y avait déjà un corps de recherche établi qui parlait de
la possibilité d’imprimer ces échafaudages pour les os et les cartilages.
Et puis, en haut à droite, l’article de Nature,
il est d’un professeur d'Harvard du nom de Jennifer Lewis, et
ce qu’elle a montré, c’est que vous pouvez utiliser des propriétés de température
avec des matériaux mous, quand vous avez le point de fusion
deux matériaux qui ont des points de fusion différents.
Alors, où vous avez un matériel qui est liquide à température ambiante et
un autre matériau qui est solide à température ambiante.
Et vous imprimez ces deux matériaux ensemble et quand le matériau secondaire
atteint la température de la pièce et se liquéfie, il devient
votre réseau vasculaire.
Et vous versez simplement le matériel maintenant sous forme liquide
hors de votre structure
imprimée en 3D et vous vous retrouvez avec le facteur
de forme d’un réseau vasculaire.
Et ici en bas, ce que je montre aussi, c'est que quand vous réfléchissez à
l'ingénierie tissulaire, ce n’est pas juste magique,
'oh, j’ai trouvé un super tissu sur lequel les cellules croissent'
ou quelque chose comme ça.
Il y a beaucoup plus que cela.
Donc la première photo A montre qu’il faut
tester la résistance mécanique du matériau imprimé.
Si le matériau n’atteint pas la résistance mécanique à laquelle
vous pensez qu'il va être soumis une fois dans le corps,
ça ne va pas fonctionner pour cet organe,
donc, vous devrez recommencer jusqu'à ce que vous trouviez les
bonnes caractéristiques mécaniques.
Alors, quand vous avez trouvé le matériau avec les bonnes
caractéristiques mécaniques,
vous allez à l’étape B.
L'étape B : pouvez-vous lui donner la forme que vous voulez ?
Donc si vous pouvez le fabriquer dans une forme personnalisée,
alors OK, c’est super.
Ca va fonctionner.
Maintenant, vous allez à la troisième étape, qui est pouvez vous faire
croitre des cellules dessus ?
Donc si vous ne pouvez pas faire croitre des cellules dessus, alors
vous retournez au point de départ
et il faut tout refaire.
Donc c’est pourquoi le génie tissulaire en a encore pour
10 à 20 ans parce que c’est un très,
très gros problème, et
c’est encore plus complexe que seulement ces trois couches que j’ai montrées ici.
En moyenne, un organe a environ neuf, dix, peut-être quinze
types de cellules différents qui travaillent tous ensemble pour faire cet organe.
Vous avez du cartilage, vous avez des tissus connectés,
vous avez le réseau vasculaire,
vous avez les cellules elles-mêmes qui font la fonction de cet organe,
donc, c’est un problème très complexe.
Maintenant, si on arrive à le résoudre, alors vous pouvez vous imaginer que
même quand vous vieillissez et,
par exemple, vous développez un cancer du pancréas, par exemple.
OK, alors vous pouvez récupérer quelques bonnes cellules qui restent
dans votre pancréas et
demander au laboratoire de votre hôpital de vous faire pousser un nouveau pancréas, et
le cancer du pancréas est un cancer très difficile aujourd'hui.
Et si vous pouvez potentiellement guérir le cancer quelque sorte en
étant en mesure d'enlever complètement un organe cancéreux et
de le remplacer par un neuf, ce qui prolonge la durée de vie des gens.
Donc, il y a beaucoup de promesses, mais néanmoins c'est
un domaine de recherche où il y a beaucoup beaucoup de travail.
>> [INAUDIBLE] Merci.
Je sais que c’est beaucoup d’informations à digérer pour les gens et
nous avons entendu parler
de la bio impression par le docteur Tolou Shokufar à
l’Université de l’Illinois à Chicago.
Et, en fait, Jennifer Lewis, que vous avez mentionnée, était à
UIUC avant d'aller à Harvard, elle a beaucoup travaillé sur
l'impression, pas seulement sur le réseau vasculaire mais
sur l’impression avec des encres conductrices d'électricité
et ils ont leur plate-forme Voxel8.
- Oui.
>> Assez impressionnant.
>> Oui. >> Donc, revenons
sur la partie comestible
et c’est peu le cas d’utilisation suivant, ou le troisième cas d’utilisation,
pour des matériaux souple.
Parlez nous de ça.
>> Ouais. Donc, la photo en haut à gauche,
c'est mon directeur de thèse et il utilise toujours le système
d’imprimante 3D que j’ai construit
à l’Université, qui est juste en dessous, c'est la fraiseuse numérique en noir.
Dans les deux photos en haut, il parle d’actionner thermiquement des hydrogels.
Et donc il s’agit d’un autre type de,
c'est communément appelé l'impression 4D.
4D c'est juste un mot pour le buzz, utilisé par les médias.
Dans le monde académique, ils n’en parlent pas forcément de la même manière.
Mais ce que cela veut dire, c'est que vous avez des matériaux avec
d’autres propriétés, qui peuvent
changer de forme après que vous les avez imprimés.
Donc l’impression est évidemment en 3D.
Et puis, dans ce cas, avec ces matériaux hydrogel, ils sont chimiquement
réglés pour que, lorsque vous modifiez la température,
ils s'étendent ou se rétractent.
Et il y a beaucoup de matériaux qui se comportent de manière similaire.
Mais vous pouvez tirer parti de ce type de matériau et l'imprimer en 3D.
Et puis vous obtenez un objet
qui ne serait pas possible à faire avec la fabrication traditionnelle.
Donc, dans ce cas ils parlent de la Smart Valve qui doit
simplement répondre à la température, chaque fois qu'il y a de la température.
Vous ne voulez pas mettre de l’électronique ou ce genre de choses,
parce que cela signifie une logique supplémentaire et si le logiciel
n’a pas pris en compte tous
les scénarios, alors vous êtes limité dans la fonctionnalité de l’appareil.
Mais si vous faites un simple appareil de type binaire qui répond à la chaleur ou
au froid, peu importe la plage de température,
alors ça marche, tout simplement.
Alors, c’est un bien meilleur dispositif dans certaines situations.
Maintenant, pour le côté impression alimentaire,
je suis sûr que tout le monde a vu
l’impression 3D en Nutella, que Structur3D a réalisée, et d’autres personnes imprimé
des aliments en 3D pour montrer le côté artistique de
la nourriture imprimée en 3D.
Mais il y a aussi quelques choses intéressantes
que vous pouvez faire avec la chimie alimentaire en termes d’électronique.
Donc, Vegemite est un produit australien,
il est fabriqué à partir de déchets de bière,
tout le monde n'aime pas ça.
C'est très salé, et il faut pouvoir s'y habituer.
Maintenant, grâce à sa teneur en sel,
il va
conduire l’électricité.
Exactement.
Alors, quand vous vous rendez compte que les aliments ont
de genre de propriétés, cela signifie que nous pouvons faire autre chose avec
les aliments qui sont au delà de ce qu'on fait d'habitude.
Ainsi, nous vivons dans une très bonne période où nous pouvons jouer
avec notre nourriture comme ça.
Donc, l’idée ici est que, eh bien, c'est du Vegemite imprimé sur un morceau
de pain, vous branchez un fil électrique et la LED s'allume.
Ça montre que vous pouvez faire un circuit complet avec des choses comme ça.
Évidemment, c’est juste une preuve de concept.
Toutefois, si vous réfléchissez aux matériaux hydrogels ou
à d'autres matériaux biologiques, vous avez l’alginate de sodium, par exemple,
qui est un extrait d’algue brune utilisé comme épaississant dans les aliments.
Et vous pouvez faire de la chimie avec ça.
Vous pourriez également faire de la chimie avec de l’alginate de sodium et
du chlorure de calcium,
par exemple,
donc, vous avez toutes ces options pour
la chimie alimentaire, vous avez la cellulose qui est souvent ajoutée comme épaississant, vous
pouvez alors faire un aliment, qui ne sera peut être pas très savoureux, mais qui
pourra avoir des fonctionnalités fantastiques comme un dispositif
de surveillance électronique qui
pourra, dans la pratique, être utilisé en médecine par exemple.
Actuellement, la plupart des gens prennent un médicament sous forme d'une pilule dure.
Donc, si vous devez prendre une pilule géante et
qu'elle est dure comme un roc, c'est très difficile à avaler.
Maintenant, si vous avez quelque chose comme une puce
électronique imprimée, vous pourriez potentiellement y intégrer
la libération du médicament.
Vous pourriez avoir une batterie comestible à l’intérieur aussi.
Ensuite, vous avalez cette pilule spongieuse et molle, qui est presque comme
de la gelée, et qui est beaucoup plus facile à avaler pour prendre une plus grande dose
d’un médicament, puis
vous avez toujours l’avantage du temps de libération que vous avez avec la capsule dure.
Voilà donc une idée très simple, mais il y a d'autres idées semblables.
Si vous voulez aller sur le côté Star Trek des choses où vous avez ces
trucs nanoélectroniques qui vont dans votre corps et réparent votre corps, et
se dissolvent après dix jours ou quelque chose comme ça.
>> Prenons quelques-unes des questions qui sont là dans le Q & A,
si vous voulez bien l'ouvrir, et nous pouvons commencer par le début.
Bien.
>> Donc la première est de Nagarajan qui demande quel type d’extrudeur il doit
utiliser sur la Prusa ou toute autre imprimante pour des substances alimentaires
basées sur le sucre.
>> Vous pouvez utiliser... eh bien le Discov3ry fonctionne sur la Prusa.
Le RichRap fonctionne également sur la Prusa.
L'extrudeur Printrbot fonctionne probablement aussi avec la Prusa,
donc, il y a nombreux extrudeurs de pâte qui fonctionneront,
si vous cherchez juste pour l’impression de substances à base de sucre, comme un glaçage.
Maintenant, gardez à l’esprit que chacun de ces extrudeurs fonctionne un peu différemment.
Ainsi, la façon de monter l’extrudeur RichRap sera différente
de la façon de monter le Discov3ry ou l’extrudeur Printrbot.
Et donc quand vous décidez quel extrudeur vous souhaitez utiliser,
il faut ensuite penser à la personnalisation.
Donc le RichRap est une conception open source, vous pouvez le télécharger et
l'imprimer vous-même et vous procurer les pièces.
Donc, si vous débutez dans l’impression de matériaux mous et
vous ne savez pas encore si vous voulez dépenser de l’argent dans un extrudeur Discov3ry,
le RichRap est un excellent moyen d’essayer pour voir si c’est quelque chose qui est
intéressant pour vous.
>> La question suivante est sur l’impression d’un matériau conducteur d'électricité.
Est-ce que le Discov3ry peux faire ça ?
>> Oui, donc si vous imprimez, donc un exemple que nous avons montré
avec le Discov3ry est l’impression d'un matériau appelé bare conductive.
B-A-R-E conductive, je l'écrirai dans le chat...
>> Je peux l'écrire, continuez.
>> OK, alors, c’est une peinture à base de carbone avec une faible conductivité,
ce n’est pas comme un métal ou quelque chose comme ça, mais
vous pouvez quand même faire de l'électronique de base avec ça.
Nous avons imprimé une antenne fractale sur des feuilles pour rétroprojecteurs, donc
vous pouvez faire de l'électronique flexible de cette façon.
Maintenant, si vous voulez aller vers des matériaux plus avancés,
mon travail de thèse comprenait des polymères conducteurs.
Je faisais de l’impression avec un polymère conducteur bien connu appelé PEDOT:PSS.
Il est souvent utilisé pour des applications de cellules solaires et
d’autres types de produits électroniques.
J’ai fait quelques impression avec des nanotubes de carbone et du graphène.
Mais si vous cherchez quelque chose qui est un peu plus standard pour
de l'électronique, la pâte de nanoparticules d’argent
et spécifiquement les nanoparticules.
Il y a des entreprises comme DOW Chemical qui font des pâtes de micro particules.
Mais la taille des particules est assez grande pour que, si vous imprimez
de la pâte de micro particules,
vous allez devoir mettre votre impression dans un four de refusion pour
pour fritter le métal et faire que l’électronique fonctionne.
Avec la pâte de nanoparticules, vous pouvez faire ce qu’on appelle un frittage flash et
j'en reparlerai dans une minute, mais c’est un des matériaux conducteurs
que vous pouvez imprimer et qui est très proche du monde réel.
Maintenant, les nanoparticules, sachant que c'est de l'argent, sont plutôt chères,
même très chères.
Vous payez le prix de l'argent brut.
Vous pouvez également acheter des nanoparticules d'or,
des nanoparticules de platine et
ça coûte autant que le métal précieux.
Maintenant, je parlais du frittage flash.
Ce que cela signifie est que vous pouvez utiliser une ampoule pour fritter le métal, et
c’est en fait une fantastique astuce physique.
Ce que vous faites, c’est que vous profitez de ce qu’on appelle l'effet
photoélectrique, qui est ce pourquoi Einstein a eu le prix Nobel, je vais écrire ça.
Si vous utilisez une lampe à large spectre
de 200 watts au mercure, désolé...
Et donc, vous le flashez comme avec le flash d’un appareil photo.
Et, ça fait que les nanoparticules d'argent fusionnent,
donc vous n’avez pas besoin de four.
Et donc vous faites baisser votre coût en électricité en
faisant de l'électronique comme ça, et
puis ça vous permet aussi d’imprimer de la pâte de nanoparticules d'argent
sur quelque chose comme
une feuille de plastique pour rétroprojecteur, qui ne peut pas aller au four à refusion.
Et alors vous avez de l'électronique flexible, vous pouvez imprimer sur du tissu,
toutes ces autres sortes de choses.
Maintenant, de l'électronique embarquée à l'intérieur d'une enveloppe de silicone,
c’est également possible.
Toutefois, si vous voulez faire ça avec une imprimante 3D,
je recommande de mettre d’abord le silicone, par exemple une membrane de silicone ou
quelque chose comme ça, une feuille très fine de silicone, que vous laissez durcir.
Puis vous imprimez votre électronique sur ce morceau de silicone durci.
La raison est que le silicone est visqueux quand il n’est pas sec
et quand vous allez imprimer en 3D la première couche de n'importe quel
matériau, votre impression doit s'accrocher.
Si vous essayez d’imprimer un autre matériau sur du silicone humide et visqueux,
le matériau et la pointe vont être entraînés dans le silicone,
donc vous n’allez pas obtenir une très bonne impression.
Mais si vous avez une surface solide, que ce soit une surface en caoutchouc solide ou
une surface dure, alors le matériau va s'y accrocher et
la pointe d'où le matériau est extrudé continuera à se déplacer correctement et
vous déposera une belle forme.
C’est la façon dont je ferais ça et
c’est la façon dont on fait les capteurs mous de type jauge de déformation.
Maintenant, il y a une autre façon de faire qui est un peu plus avancée et
qui apparait dans une des diapositives , vous pouvez faire une impression submergée.
L’extrudeur Discov3ry fonctionne vraiment bien pour l’impression submergée.
Les autres extrudeurs pourraient aussi mais
le poids est un un facteur ici pour pouvoir précisément
contrôler votre imprimante il ne faut pas beaucoup de poids monté sur la tête de buse.
Et le Discov3ry est le plus léger qui est monté sur la tête de buse.
Donc la façon de faire, c'est d'utiliser une aiguille plus longue,
une aiguille sans pointe, pas une aiguille pointue et
les aiguilles les plus longues mesurent un ou deux pouces,
environ quatre centimètres, deux à quatre centimètres de longueur.
Et vous devez avoir votre caoutchouc de silicone ou
quelque chose comme ça, qui est encore humide, OK ?
Par exemple, du silicone durci au platine ou quelque chose comme ça,
où vous avez par exemple quatre heures avant qu'il durcisse et pour l'instant
il a la consistance de l'eau.
Alors vous pouvez extruder une ligne de polymère conducteur ou
de nanoparticules d'argent à l’intérieur de ce silicone.
OK, donc, vous plonger simplement l’aiguille dans le silicone, puis vous imprimez
cette ligne à l’intérieur du silicone, puis vous retirez l’aiguille et vous laissez cela
durcir et après vous avez un conducteur électrique à l’intérieur du silicone, OK.
Cela devient un peu plus délicat quand on regarde l’aspect mécanique des fluides.
Il faut s’assurer que la résistance à l’écoulement de
vos deux matériaux sont compatibles.
OK, donc si c’est très liquide,
vous ne voulez pas votre matériau reste collé autour de votre aiguille et
ne dépose pas une ligne nette à l’intérieur de votre silicone, OK ?
Donc ça demande un peu d’optimisation et
c’est différent pour différents matériaux.
Une bonne façon de jouer aussi avec cela est si vous avez une séparation de phase naturelle
entre les matériaux.
Par exemple, quand j’ai fait quelques impressions juste comme ça,
j'ai imprimé du PEDOT:PSS à l’intérieur de chitosan, ces deux matériaux
ont une séparation de phases,
donc si je les remue dans un bocal, ça va ressembler à de la soupe à l'œuf,
il y aura ces flocons noirs, quelque chose comme ça,
qui ne vont pas se mélanger à ce matériau hydrogel.
Et la raison était parce qu'ils étaient tous les deux,
si je me souviens bien, ils étaient tous deux chargés positivement, OK ?
Donc ils se repoussaient l'un l’autre à cause de leurs fortes charges positives, OK ?
Ce qui m’a permis d’imprimer de l'électronique et d'autres choses de façon submergée.
>> Bon, je vous remercie pour cela.
Je pense que nous allons terminer cette session,
je sais que des familles demandent des remises.
Je connais votre réponse à ça donc je peux leur répondre.
Je lui ai demandé un rabais pour notre laboratoire et
il a dit qu’ils sont encore une start-up donc ils ont besoin tous les fonds qu’ils peuvent avoir.
Donc, nous ne serons pas en mesure de vous obtenir un rabais de Charles pour le [rire].
>> Oui, oui, donc, maintenant l’autre côté de ça est que
même si nous n’offrons pas de rabais, nous partageons beaucoup de
nos connaissances, OK, alors,
si vous achetez cela et que vous avez des questions ou quoi que ce soit, nous allons
essayer de vous aider à vous en sortir donc, c’est là où est notre valeur ajoutée.
>> Certainement, je pense qu’il y en a, et basé sur votre expertise sur plusieurs
alternatives open source, je pense que ceux qui ne peuvent pas se permettre ce prix
peuvent certainement trouver des façons de bricoler une solution.
En guise de conclusion, qu'est ce qui vous enthousiasme
dans l'avenir de ce domaine ?
>> Bien sûr, l’avenir qui m’enthousiasme, c’est que je veux voir... Eh bien tout d’abord,
je suis très impressionné par la communauté de l’impression 3D dans son ensemble.
Elle a grandi, donc même si c’est très centré sur le consommateur et
ce genre de choses, c'est devenu un outil qui permet à chacun de nous de résoudre
beaucoup de problèmes qui nous touchent personnellement d’une manière ou d’une autre.
Et j’aime cet aspect de l’impression 3D et
je suis très curieux de voir, quand l'impression de pâtes de matériaux mous va devenir
plus répandue, ce que les gens créatifs feront avec cette capacité.
Voilà donc où je suis très, très enthousiaste.
Donc aussi bien au niveau de l’université et de la recherche
que sur le terrain, où gens résolvent des problèmes uniques de leur propre chef.
Je m’attends à voir un grand nombre de développements intéressants dans
les prochaines années dans ce domaine.
>> Je vous remercie pour votre temps, Charles.
- Merci.
>> Et Merci à tous ceux qui nous ont écoutés et à bientôt en classe.
[MUSIQUE]
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