Impression 4D
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L’impression 4D prolonge l'impression 3D et regroupe un ensemble de concepts et de recherches visant à faire changer de formes un objet 3D une fois imprimé[1], notamment sous l'effet de la température ou de la lumière.
Initiées au MIT au début des années 2010, les recherches en impression 4D ont consisté à coupler la fabrication additive avec des matériaux à mémoire de forme[2].
La stéréolithographie est une technique d'impression 3D qui utilise la photopolymérisation pour lier le substrat qui a été posé couche après couche, créant ainsi un réseau polymère. Contrairement à la modélisation par dépôt de fil fondu, où le matériau extrudé durcit immédiatement pour former des couches, l'impression 4D est fondamentalement basée sur la stéréolithographie, où dans la plupart des cas, la lumière ultraviolette est utilisée pour durcir les matériaux en couches une fois le processus d'impression terminé.[7][réf. incomplète] L'anisotropie est essentielle pour concevoir la direction et l'ampleur des transformations dans une condition donnée, en organisant les micromatériaux de manière qu'il y ait une directionnalité intégrée à l'impression finale.[8][9][réf. incomplète]
Architecture des fibres
L'un des polymères composites que Tibbits et al. ont imprimé, réagissant lorsqu'il est immergé sous l'eau.
La plupart des systèmes d'impression 4D utilisent un réseau de fibres dont la taille et les propriétés matérielles varient. Les composants imprimés en 4D peuvent être conçus à l'échelle macro comme à l'échelle micro. La conception à micro-échelle est obtenue grâce à des simulations moléculaires/fibreuses complexes qui se rapprochent des propriétés matérielles agrégées de tous les matériaux utilisés dans l'échantillon. La taille, la forme, le module et le modèle de connexion de ces blocs de construction de matériaux ont une relation directe avec la forme de déformation sous l'activation du stimulus.[4][10][réf. incomplète]
Polymères hydro-réactifs/hydrogels
Skylar Tibbits est le directeur du laboratoire d'auto-assemblage du MIT et a travaillé avec le groupe de matériaux Stratasys pour produire un polymère composite composé d'éléments hautement hydrophiles et d'éléments non actifs et hautement rigides. Les propriétés uniques de ces deux éléments disparates ont permis un gonflement jusqu'à 150 % de certaines parties de la chaîne imprimée dans l'eau, tandis que les éléments rigides ont fixé des contraintes de structure et d'angle pour la chaîne transformée. Ils ont produit une chaîne qui épellerait « MIT » lorsqu'elle serait immergée dans l'eau, et une autre chaîne qui se transformerait en un cube à ossature métallique lorsqu'elle serait soumise aux mêmes conditions.[1][réf. incomplète]
