La structure d’un matériau définit ses propriétés. La Faculté des Sciences des Transports de l’Université Technique Tchèque mène des recherches avancées dans ce domaine et a de grandes ambitions : améliorer les processus de production dans l’automobile, l’aviation ou l’exploration spatiale. Imaginez que vous ayez besoin de construire une carrosserie de voiture ou une combinaison spatiale qui doit résister à un impact d’une certaine force et se déformer d’une certaine manière. Grâce à cette recherche, vous pourrez bientôt y parvenir simplement en définissant des paramètres, et l’IA générera des matériaux et des structures recommandés avec des propriétés correspondant exactement à vos besoins. Cependant, ce type de recherche nécessite des données, des tonnes de données – que vous devez rassembler grâce à des expériences pratiques. Et c’est là que l’impression 3D entre en jeu !

Le professeur Ondřej Jiroušek est responsable de cette recherche et il nous a montré comment cela est fait : pendant les expériences, ils utilisent des objets imprimés en 3D de différentes structures générés par une IA. Ils ressemblent presque à des modèles décoratifs de concours de design 3D de Printables, mais en fait, ils sont un peu plus sophistiqués.

« Chaque échantillon a des propriétés différentes et chaque structure se comporte différemment », explique le professeur Jiroušek. Il nous montre un échantillon imprimé en 3D qui ressemble à un palet de hockey – mais avec un motif de remplissage particulier visible. « Cela ressemble presque à un nid d’abeilles, mais il est conçu pour répartir la force de pression d’une certaine manière. »

Les expériences se déroulent dans un laboratoire spécial pour les essais dynamiques des matériaux et des structures, appelé Dynalab. Il regorge d’équipements scientifiques de toutes sortes, mais le plus accrocheur est sûrement la barre de pression Split-Hopkinson, utilisée littéralement pour tirer sur les objets imprimés en 3D. Vous placez l’objet entre deux barreaux puis vous lancez un projectile à partir d’un canon à air. Le mécanisme de frappe frappe la première barre qui frappe alors l’objet et le déforme. Ce n’est pas seulement une expérience amusante, mais les prises de vue au ralenti de l’impact sont aussi très cool.

Nous avons vu différents résultats sur différents échantillons – d’un trou relativement peu profond à un objet fissuré et déformé.

« Le but de ces expériences est de cartographier et de comprendre le comportement de différentes structures dans certains scénarios. Les résultats de l’expérience peuvent être traduits en nombres et nous pouvons faire des modèles mathématiques. La recherche devrait conduire au développement de nouveaux types de vêtements ou de structures de protection qui protègent contre les chocs, » dit le professeur Jiroušek. Un nouveau projet de recherche en collaboration avec l’Université d’État de Caroline du Nord est également en préparation, explorant les possibilités d’utilisation de l’intelligence artificielle lors du processus de design.

Les technologies d’impression 3D FDM et SLA aident considérablement les chercheurs dans leurs tâches. Vous pouvez trouver des imprimantes 3D Original Prusa dans leurs laboratoires – à savoir, de MK3S+ et MINI+. Les enseignants et les étudiants utilisent également leurs imprimantes 3D pour fabriquer des accessoires pratiques pour leurs recherches ou pour réparer ou améliorer leur équipement.

Et les étudiants ne se lassent pas de l’impression 3D.

« L’impression 3D est très bénéfique pour les étudiants et elle est également très facile à comprendre et amusante à utiliser. Et c’est la meilleure combinaison, » dit le professeur Jiroušek avec un sourire.

Site web : cvut.cz