Les avancées de l’impression 3D in situ font progresser la fabrication de thermodurcissables

Selon l’Université de Xiamen (XMU), une équipe de recherche dirigée par le professeur Wu Dezhi, de l’Institut Pen-Tung Sah de micro-nanosciences et technologies, a réalisé une avancée majeure dans l’impression 3D de matériaux thermodurcissables. L’étude, intitulée « Laser-assisted direct three-dimensional printing of free-standing thermoset devices », est publiée dans la revue Nature.

Les méthodes actuelles d’écriture directe par encre assistées par des champs thermiques, acoustiques ou ultraviolets présentent des limites en matière d’efficacité de polymérisation, de compatibilité des matériaux et d’ajustement des performances, et nécessitent souvent le dépôt puis le retrait de matériaux de support.

L’équipe a mis au point une approche qui intègre la solidification induite par laser in situ à l’écriture directe par encre, permettant la fabrication de structures thermodurcissables fonctionnelles, autoportantes et de forme arbitraire, sans recours à des matériaux de support.

Au cours de l’impression, un laser focalisé irradie le jet de polymère à l’échelle micrométrique, provoquant une réticulation rapide en moins de 0,25 seconde grâce à un fort effet photothermique. Cette méthode permet d’atteindre une résolution structurelle de 50 micromètres et autorise un ajustement des propriétés mécaniques jusqu’à un facteur dix et des propriétés électriques jusqu’à un facteur vingt.

Offrant une stratégie de fabrication rapide, stable et programmable pour les structures thermodurcissables, cette technologie présente un fort potentiel pour faire progresser des applications dans les domaines de l’électronique flexible, de la microfluidique, de la robotique souple, des organes sur puce et des échafaudages biomédicaux nécessitant des architectures tridimensionnelles complexes et une intégration multifonctionnelle.