En labo, une imprimante holographique crée des formes 3D creuses

Des chercheurs de l’université de l’Utah et de l’université du Texas à Austin ont démontré une technique d’impression 3D holographique capable de former des vides aussi complexes en une seule exposition, pour un processus d’une durée minimale de 7,5 secondes.

Le problème traité est inhérent à l’impression conventionnelle couche par couche : les jonctions entre les couches peuvent laisser des joints perméables. L’équipe de l’Utah, dirigée par Rajesh Menon, professeur de génie électrique et informatique, et Dajun Lin, membre du laboratoire, projette au contraire l’ensemble du motif tridimensionnel en une seule fois. Leur méthode s’inspire de la photolithographie, une technique qui utilise la lumière et des masques pour définir des formes, mais l’applique sur toute la profondeur du matériau.

La résine contient des polymères filiformes qui se réticulent et durcissent sous l’effet de la lumière laser. Comme le substrat n’est pas parfaitement transparent, la lumière se diffuserait normalement en le traversant et brouillerait la forme recherchée. Un masque nanostructuré compense cette diffraction en dirigeant l’énergie vers les régions qui doivent devenir solides. La modification de la chimie de la résine et la conception informatique du masque maintiennent les zones censées rester creuses suffisamment sombres pour éviter leur durcissement.

Cette avancée résout une limite de la précédente démonstration de l’équipe. Ces impressions comprenaient des microtubes d’un diamètre minimal de 6 micromètres et des structures présentant des rapports dimensionnels allant jusqu’à 120:1, mais leurs sections creuses ne s’étendaient pas sur la hauteur de l’impression. La nouvelle étude, publiée dans Science Advances, ajoute des cylindres et des cubes creux avec des vides orientés selon plusieurs axes.

Qu’est-ce que cela change en pratique ? Ces travaux ouvrent la voie à la production en quelques secondes de microstructures complexes qui peuvent nécessiter plusieurs heures avec d’autres méthodes laser, sans recourir à des couches empilées. Pour l’instant, le cylindre et le cube sont des impressions expérimentales réalisées par une équipe de recherche ; les travaux montrent une voie vers des formes plus grandes, et non un déploiement en production.