Alors que l’impression 3D commence à peine à pénétrer les foyers, l’impression 4D est déjà là. Le principe est toujours d’imprimer des objets comme l’impression 3D, sauf qu’aux dimensions de hauteur, largeur et profondeur, s’ajoute le temps ! Le but de l’impression 4D est d’imprimer des objets, qui une fois terminés, se transforment au contact de stimulis externes tels que l’eau ou l’air. Cette innovation est l’œuvre d’un chercheur américain du MIT, Skylar Tibbits qui voit en cette technologie un moyen de créer des matériaux intelligents d’auto-assemblage.
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L’impression 4D est en quelque sorte une innovation de l’impression 3D. Un objet imprimé en 4D contient des composants spécifiques qui font qu’ils peuvent évoluer au cours du temps et au contact de l’extérieur en changeant de forme. Pour passer de la 3D à la 4D, les chercheurs ont eu la bonne idée d’assembler des matériaux aux composants différents, ce qui leur a permis de réaliser que les objets pouvaient ensuite dériver de leur forme initiale. L’impression 4D met donc en forme des structures qui changent de forme –prenne la forme désirée- au contact de l’énergie ambiante : l’eau, la chaleur, l’humidité, une impulsion électrique… cela crée des matériaux intelligents et tout un nouveau champ d’action pour les chercheurs !

Les domaines d’application sont nombreux, on retrouve la médecine, la robotique, le textile, la construction, l’aérospatiale… L’impression 4D permet de créer des objets intelligents sans utiliser d’électronique, du fait qu’ils se transforment tout seuls, sans aucune intervention humaine ni mécanique. On pense particulièrement aux usines d’assemblage qui n’auront plus besoin d’ouvriers pas mêmes de robots, car les matériaux s’assembleront tout seuls. Pour la médecine, les chercheurs travaillent actuellement sur l’impression de valves cardiaques intelligentes qui prendraient une forme adaptée en fonction de la température. De plus, les chercheurs ont pensé à des chaussures intelligentes qui changeraient de forme et s’adapteraient au climat. Comment ceci est-il possible ? Comment faire pour que l’objet prenne la forme voulue au moment voulu ? Pour être sûrs que l’objet se modifie automatiquement, les chercheurs ont programmé l’imprimante avec les données et conditions nécessaires à la transformation : le code géométrique, les dimensions, les conditions de transformations de l’objet (à une secousse par exemple, cf photo ci-dessous ou les pierres s’assemblent entre elles lorsqu’on les agite).

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À une immersion dans l’eau, cf photo ci-dessous : un cube qui s’assemble tout seul.

Stratasys_Surface Cube_Combined

Ces objets imprimés qui changent de forme en fonction d’une programmation au préalable, de l’environnement et des conditions ambiantes, inaugurent l’ère de l’impression 4D.

Voici le lien du site internet de « self-assembly lab » le laboratoire de recherche sur l’impression 4D du MIT : http://www.selfassemblylab.net/4DPrinting.php