Méthode de conception inverse utilisée pour améliorer la texture de surface poreuse des objets imprimés en 3D

Une équipe multi-institutionnelle d’ingénieurs en mécanique et de scientifiques des matériaux a développé une méthode de conception inverse pour améliorer la texture des surfaces poreuses sur les structures imprimées en 3D. Dans leur article publié dans la revue Sciencele groupe décrit le développement de triangles et de rubans de taille micrométrique pour créer un réseau sur lequel construire des structures de surface.

Dans le monde naturel, la disposition des cellules permet la création de structures de surface poreuses uniques – les feuilles, les fleurs et la peau humaine ont toutes un degré remarquable de variabilité de surface avec des caractéristiques visibles uniques et des caractéristiques spécifiques, telles que la résistance à l’eau. Recréer de telles fonctionnalités à l’aide d’une technologie aussi simple qu’une imprimante 3D a été impossible.

Dans ce nouvel effort, l’équipe de recherche s’est rapprochée de l’imitation de la nature en développant une nouvelle façon de représenter ces structures de manière reproductible.

Les chercheurs ont cherché à reproduire la façon dont les cellules sont disposées en créant des réseaux numériques composés de minuscules triangles et rubans. Ils sont arrivés à ces formes en utilisant une méthode de conception inverse (théorie de la déformation des poutres courbes). Ils ont ensuite développé une application pour générer les formes souhaitées à l’aide de leurs réseaux numériques.

L’application a ensuite appris à créer de telles formes à l’aide d’un algorithme d’apprentissage automatique. Le produit fini a ensuite été envoyé à une imprimante 2D, qui a imprimé un motif sur une base pouvant être pliée en formes 3D. Le système a permis de créer une grande variété de structures avec des surfaces très poreuses.

L’équipe a démontré son système en créant d’abord des objets texturés simples tels que des sphères. Ils ont ensuite progressé vers la création d’objets plus compliqués, comme un poivron, une fourmi et une pieuvre. Ils notent également que les objets créés peuvent être fabriqués à l’aide d’une variété de matériaux, tels que le silicium monocristallin, les métaux, le chitosane et le graphène aiguisé au laser.

Le groupe a fini par créer un échafaudage en forme de lentille de contact qui a été intégré avec des capteurs. Une fois imprimés, ils ont utilisé la structure pour étudier les propriétés électriques des neurones à l’arrière de l’œil.