Cette imprimante 3D ultra-rapide est alimentée par des hologrammes

Un laser vert vif s'allume, brillant dans une boîte de Pétri pleine de goo. De nulle part, la forme d'un trombone émerge, d'abord fantomatique, puis solide. Cinq secondes plus tard, le clip est repêché, nettoyé et prêt à l'emploi.

Le principe de base ici est une technique d'impression 3D établie qui utilise des lasers pour durcir un monomère activé par la lumière en plastique solide. Mais contrairement à d'autres approches, qui balayent un laser d'avant en arrière pour créer des formes une couche à la fois, ce système le fait tout à la fois en utilisant un champ lumineux 3D, en d'autres termes, un hologramme. Cela pourrait rendre l'impression 3D beaucoup plus rapide.

Au cœur de l'appareil qui a imprimé le trombone se trouve une puce holographique développée par Daqri , une startup qui conçoit et construit des appareils de réalité augmentée dans des laboratoires à San Francisco et à Milton Keynes, au Royaume-Uni. La société fabrique des lunettes intelligentes similaires aux HoloLens de Microsoft et des affichages tête haute pour les voitures ; ces derniers ont été montés sur plus de 150 000 véhicules fabriqués par Jaguar Land Rover.

L'avantage de la puce de Daqri, selon la société, est qu'elle peut créer des hologrammes sans avoir besoin d'optiques complexes. Sur une plaquette de silicium, une minuscule grille de cristaux accordables est utilisée pour contrôler l'amplitude et le délai, ou la phase, de la lumière réfléchie émise à la surface de la puce par un laser. Le logiciel ajuste les cristaux pour créer des modèles d'interférence dans la lumière, résultant en un champ lumineux tridimensionnel.

Dans des expériences, l'équipe a utilisé la puce pour créer des objets solides en projetant des hologrammes dans des conteneurs de divers monomères activés par la lumière. Il peut actuellement fabriquer de petits objets, comme un trombone, en environ cinq secondes, un processus qui pourrait prendre plusieurs minutes à une imprimante 3D normale.

Seamus Blackley, le scientifique principal de Daqri, explique que, comme la forme entière est créée en une seule fois, le produit résultant ne souffre pas des faiblesses introduites par le grain qui se forme lorsqu'un objet est imprimé en 3D en balayant un laser d'avant en arrière. . Les structures de support nécessaires lors de la construction d'objets couche par couche sont également inutiles, dit-il, et les objets plus volumineux devraient prendre à peu près le même temps d'impression que les plus petits.

Il y a certaines limites. Le matériel actuel ne crée que des formes peu profondes, par exemple, comme le trombone dans la vidéo. Mais la profondeur devrait augmenter avec la taille de la puce holographique utilisée, et la société prévoit de faire évoluer l'appareil en conséquence.

Dávid Lakatos, chef de produit de la société d'impression 3D Formlabs , indique que la chaleur pourrait également être un problème. La polymérisation est un processus exothermique, dit-il, se référant au processus par lequel le liquide activé par la lumière durcit en un solide. Imprimer quelque chose plus rapidement signifie qu'il y a beaucoup d'énergie de la réaction qui est libérée. Cela pourrait faire fondre des parties d'un objet plus gros.

Néanmoins, la puce de Daqri a également d'autres applications intéressantes. Alors que l'entreprise construit déjà des appareils de réalité augmentée, elle prévoit d'utiliser sa puce holographique pour créer des écrans avec plusieurs plans d'information. Actuellement, il dispose d'un prototype d'affichage tête haute qui peut restituer une image sur un pare-brise et une à plusieurs mètres devant, à une résolution équivalente à un écran HD 720p, en temps réel.

Mais créer des écrans qui créent un contenu véritablement en 3D, plutôt que planaire, nécessite beaucoup de calculs. Si vous voulez créer une image de 1 000 x 1 000 pixels, c'est un million de points, explique Daping Chu du Centre de photonique et d'électronique avancées à l'Université de Cambridge. Si vous voulez une image 3D avec la même résolution, [c'est-à-dire] est d'un milliard de points. En principe c'est le même problème. Mais en réalité… vous n'avez pas assez de capacité matérielle.

Pour l'instant, Daqri repousse déjà les limites de la puissance de traitement disponible avec ses appareils à deux plans. Mais à mesure que la puissance de calcul augmente, l'entreprise est optimiste sur le fait que l'affichage d'images 3D en temps réel sera bientôt possible.

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