Des chercheurs de l’École d’ingénierie et des sciences appliquées John A. Paulson de Harvard (SEAS) ont découvert une nouvelle 
méthode d’impression 3D qui offre un contrôle sans précédent sur l’agencement de fibres courtes noyées dans des matrices de polymères.
Cette technique d’impression 3D vise à programmer l’orientation des fibres dans les composites époxy à des endroits précis, afin de permettre la création de matériaux structuraux optimisés pour la résistance, la rigidité et la tolérance aux dommages.
Selon l’équipe de chercheurs, la méthode peut être utilisée dans une grande variété d’applications. « L’impression 3D rotative peut être utilisée pour obtenir des arrangements de fibres optimaux ou quasi optimaux à chaque endroit de la pièce imprimée, ce qui augmente la résistance et la rigidité avec moins de matière », explique Brett Compton, professeur adjoint en génie mécanique à l’Université du Tennessee. «Plutôt que d’utiliser des champs magnétiques ou électriques pour orienter les fibres, nous contrôlons l’écoulement de l’encre visqueuse elle-même pour communiquer l’orientation des fibres désirée.»
Pour l’expert, le concept de buse de l’équipe peut être appliqué à toute méthode d’impression par extrusion, de la fabrication de filaments fondus à l’écriture directe d’encre, en passant par la fabrication d’additifs thermoplastiques à grande échelle des plaquettes.
La technique permet la fabrication additive de matériaux d’ingénierie qui peuvent être programmés dans l’espace pour atteindre des objectifs de performance spécifiques. Par exemple, l’orientation des fibres peut être optimisée localement pour augmenter la tolérance aux dommages aux endroits qui devraient subir la contrainte la plus élevée pendant le chargement, durcissant les points de rupture potentiels.
Jordan Raney, Thomas Ober, Jochen Mueller et Kristina Shea sont d’autres contributeurs à cette recherche.
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