Parce que les techniques traditionnelles perdent en efficacité à mesure qu’elles s’approchent du micron, et que la production de micro-pièces est généralement très coûteuse, les bénéfices de l’impression 3D dans l’univers du tout petit sont encore plus élevés. Ses qualités de personnalisation, de liberté de conception et de complexité de forme, laissent entrevoir des avancées ô combien passionnantes en micro-fabrication, que ce soit pour la fabrication de composants électroniques par exemple, ou la miniaturisation de dispositifs médicaux en microchirurgie.
Sur ce segment naissant où le Français Microlight 3D et l’allemand Nanoscribe comptent parmi les rares entreprises spécialisées, mais aussi les plus en pointe, un nouveau venu dénommé UpNano a récemment pointé le bout de son laser. Basée à Vienne, cette jeune entreprise, spin-off de l’université technologique de Vienne, a elle aussi développé une technologie de micro-impression 3D à haute résolution.
Basée sur le même procédé que ses concurrents, à savoir la polymérisation à deux photons (2PP), son imprimante 3D serait capable de produire en quelques minutes seulement des pièces en plastique à l’échelle nanométrique et microscopique. L’emploi d’un laser haute puissance, combiné à des algorithmes capables de balayer intelligemment la surface d’impression, permettrait à la jeune pousse de produire des impressions allant de 10 0 à 10 12 micromètres cubes.
« C’est difficilement comparable avec nos systèmes, qui utilisent des lasers à impulsions sub-nanosecondes, bien plus efficaces énergétiquement… »
Les 4 tours Eiffel imprimées dans différentes tailles avec l’objectif laser associé (crédits photo : UpNano)
Pour faire la démonstration de son système baptisé « NanoOne », l’entreprise autrichienne a imprimé quatre modèles de tour Eiffel allant de 4 centimètres à 200 micromètres, avec une représentation parfaite de toutes les structures minuscules, dans des délais de 30 à 540 minutes seulement.
« Avec un chemin optique optimisé et des algorithmes intelligents, nous pouvons utiliser toute la puissance du laser jusqu’à 1 W, ce qui est plusieurs fois plus que dans des systèmes comparables », déclare Peter Gruber, responsable de la technologie et cofondateur d’UpNano. Ce dernier poursuit en expliquant que la puissance du laser leur permettrait de fournir suffisamment d’énergie pour des impressions rapides, en particulier en mode de résolution adaptative. Ce qui constituerait un avantage significatif par rapport aux autres systèmes qui, parce qu’ils utilisent des lasers de plus faible puissance, seraient plus limités en terme de débit.
Interrogé par Primante3D sur ce point, Philippe Paliard, co-fondateur de Microlight 3D précise : « Ce système UpNano, comme celui de Nanoscribe, utilise un laser à impulsions femtoseconde, impulsions qui sont très peu énergétiques. Il faut donc envoyer une grande quantité de pulses pour obtenir la photopolymérisation à deux photons. Voilà pourquoi ils doivent pousser jusqu’à 1W pour atteindre une haute cadence. C’est difficilement comparable avec nos systèmes, qui utilisent des lasers à impulsions sub-nanosecondes, bien plus efficaces énergétiquement. Lasers par ailleurs bien moins chers et plus robustes, car ce sont des lasers industriels faits pour durer des années sans maintenance, et non des lasers de recherche. »
Suscitant un vif intérêt dans la R&D et l’industrie, la technologie d’UpNano aurait déjà permis un certains nombres d’applications comme des micro-aiguilles médicales, avec des des caractéristiques très personnalisées de pointes, de canules et de réservoirs. La start-up cite également l’exemple de pièces micromécaniques fonctionnelles, parmi lesquelles un ressort de 6 mm de hauteur, imprimé en moins de 6 minutes.
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