Journal des nanomatériaux et de la nanotechnologie moléculaire

Conception et développement d'une imprimante 3D pour maisons

Idris Al Ismaili

L'innovation de l'imprimante de maison est l'une des technologies les plus importantes qui apporterait à l'humanité un nombre incalculable d'avantages représentés par l'obtention d'une maison digne et abordable au moindre coût et en un rien de temps. Les méthodes traditionnelles utilisées pour construire une maison sont inefficaces, le projet revêt une grande importance pour notre pays Oman où l'industrie de la construction souffre de nombreux problèmes, qu'il s'agisse des faibles niveaux de productivité ou de la pénurie de main-d'œuvre qualifiée en plus d'autres préoccupations majeures. Le projet vise à démontrer l'idée de l'impression de maison en développant un prototype qui peut être utilisé pour imprimer une couche de béton par couche pour former une structure de base similaire à une maison à petite échelle. Le groupe est venu avec une conception détaillée du prototype qui sera mis en œuvre et utilisé pour démontrer la technologie. Technologie d'impression 3D (FDM) L'impression 3D à l'aide d'un matériau solide peut être réalisée de différentes manières. Une méthode fréquemment utilisée est la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM). Le matériau respectif est chauffé juste au-dessus de son point de fusion par un élément chauffant (liquéfacteur) contenu dans une tête d'extrusion et est déposé sous forme semi-liquide, couche par couche sur une plate-forme de construction. Il est également possible d'utiliser un matériau de support doté d'une buse séparée pour imprimer un matériau amovible afin de soutenir les surplombs et les sections particulièrement fines du modèle. Ce matériau de support est retiré une fois terminé, laissant derrière lui le modèle 3D prévu (Cooper, 2001). Les imprimantes 3D de maisons utilisent la technologie d'extrusion. L'apparence de certains modèles peut être comparée à celle des imprimantes 3D FFF/FDM de bureau de grande taille, tandis que d'autres se composent d'un bras mécanique rotatif. Des composants de type pâte, tels que le béton ou la terre, sont utilisés comme filament. Le matériau est poussé hors d'une buse spéciale pour former des couches, concevant les fondations et les murs de la maison ou du bâtiment. La modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), ou fabrication de filaments fondus (FFF), est un processus de fabrication additive qui appartient à la famille de l'extrusion de matériaux. Dans la FDM, un objet est construit en déposant sélectivement du matériau fondu dans un chemin prédéterminé couche par couche. Les matériaux utilisés sont des polymères thermoplastiques et se présentent sous forme de filaments. La technologie FDM est la technologie d'impression 3D la plus utilisée : elle représente la plus grande base installée d'imprimantes 3D au monde et est souvent la première technologie à laquelle les gens sont exposés. Dans cet article, les principes de base et les aspects clés de la technologie sont présentés.