Des scientifiques de l’université technologique de Nanyang à Singapour (NTU Singapore), de Panasonic Factory Solutions Asia Pacific Pte. Ltd. (Panasonic) et du Singapore Centre for 3D Printing (SC3DP) ont mis au point une imprimante 3D multi-matériaux utilisant des lasers haute puissance à longueurs d’onde multiples, pour l’impression 3D rapide et facile de dispositifs intelligents et flexibles.
Même si le NTU Singapore est impliqué depuis longtemps dans la FA, c’est la première fois qu’une activité d’impression 3D de Panasonic est révélée publiquement.
Selon le codirecteur du projet, le Dr Low Mun Ji, directeur général de Panasonic, la technologie de l’entreprise permet de créer un matériau à base de graphène hautement poreux et conducteur, utilisable dans différentes applications. « Comparée aux méthodes traditionnelles de fabrication du graphène, notre méthode est plus rapide, moins coûteuse et hautement compatible avec une large gamme de matériaux », a-t-il déclaré.
Pourquoi se concentrer sur les appareils intelligents flexibles ?
Les appareils et les composants électroniques sont traditionnellement constitués de matériaux rigides tels que les métaux, le silicium et la céramique, mais la création d’appareils électroniques souples, pouvant être pliés, tordus et facilement adaptés à diverses surfaces, suscite un intérêt croissant.
L’équipe à l’origine du projet explique que l’imprimante 3D multi-matériaux fonctionne en utilisant différentes longueurs d’onde de laser, créant des réactions thermiques et chimiques capables de transformer des matériaux communs à base de carbone (polyimide et oxyde de graphène) en un nouveau type de graphène très poreux. La structure imprimée avec ce nouveau graphène est non seulement légère et conductrice, mais elle peut également être imprimée ou recouverte sur des substrats souples tels que le plastique, le verre, l’or et les tissus, ce qui permet de créer des dispositifs flexibles.
Le codirecteur du projet, le professeur associé Murukeshan Vadakke Matham de l’école d’ingénierie mécanique et aérospatiale (MAE) de la NTU et du SC3DP, le centre national d’excellence en matière d’impression 3D hébergé par la NTU, a déclaré : « Notre projet vise à trouver un moyen d’imprimer en 3D de nouveaux matériaux tels que les polymères organiques et les matériaux à base de carbone comme le graphène, dont les propriétés permettent de les imprimer ou de les recouvrir sur des substrats souples tels que les plastiques ou les tissus, afin de créer des circuits flexibles et extensibles. »
Capteur imprimé en 3D pour une poche de liquide intraveineux intelligente
L’imprimante 3D nouvellement créée a déjà suscité l’intérêt de plusieurs entreprises, dont le fabricant multinational américain JABIL-MTI Penang.
JABIL-MTI Penang souhaite intégrer des composants électroniques imprimés en 3D à base de graphène dans un système de perfusion intelligent. Une preuve de concept a été démontrée grâce à un prototype de poche de liquide intraveineux (IV) à bas prix avec un capteur imprimé intégré alimenté par l’intelligence artificielle. Le dispositif surveille l’état de la perfusion, régule des paramètres tels que la pression, le débit et la température, et transmet les informations à un smartphone en temps réel. Cela permet au personnel médical de surveiller, de contrôler et de détecter à distance les anomalies de manière efficace.
L’équipe de recherche a également testé la possibilité d’intégrer des composants imprimés en 3D dans la fabrication de composants électroniques performants, tels que des capteurs de pression et des radiateurs, avec le soutien financier de NAMIC.
Quelles sont les prochaines étapes ?
Le projet entre NTU et Panasonic visant à développer la nouvelle imprimante multi-matériaux a été lancé en 2016 avec le soutien du Conseil de développement économique de Singapour (EDB) dans le cadre du programme industriel post-gradué (IPP). Au fil des ans, l’équipe du projet a déposé deux brevets, participé à 11 conférences internationales et publié 11 articles. Elle a également soutenu trois scientifiques et ingénieurs de Panasonic qui ont obtenu un doctorat à la NTU.
Pour les prochaines étapes, Panasonic a mis en place une nouvelle installation pour les systèmes de fabrication basés sur le laser dans son centre de recherche de Singapour, afin de permettre de nouveaux essais de concepts utilisant des composants fabriqués par l’imprimante multi-matériaux, dans le cadre de « l’usine autonome » – un concept de Panasonic pour les usines intelligentes de l’avenir. La nouvelle installation sera dirigée par le Dr Low et les chercheurs Dr Nicholas Tham et Dr Joel Lim, qui ont également participé au projet conjoint NTU-Panasonic.
N’oubliez pas que vous pouvez poster gratuitement les offres d’emploi de l’industrie de la FA sur 3D ADEPT Media ou rechercher un emploi via notre tableau d’offres d’emploi. N’hésitez pas à nous suivre sur nos réseaux sociaux et à vous inscrire à notre newsletter hebdomadaire : Facebook, Twitter, LinkedIn & Instagram !