Le premier haut-parleur fonctionnel fabriqué en 3D

Nous n’avons pas fini d’entendre parler d’objets réalisés par imprimantes 3D. En voici une illustration assez impressionnante : le premier haut-parleur entièrement fabriqué à partir d’une imprimante 3D.

C’est une équipe d’étudiants de l’université Cornell aux USA qui, en utilisant divers types d’encres conductrices, ont créé l’ensemble des pièces, intégrant de façon transparente les pièces en plastique, conductrices et magnétiques, et prêt à l’emploi dès qu’il sort de l’imprimante. Ce projet a été mené par Apoorva Kiran et Robert MacCurdy, étudiants en génie mécanique, qui travaillent avec Hod Lipson, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial et l’un des principaux innovateurs dans impression 3D et qui est à l’origine du concept d’imprimante 3D Fab@Home, dont les plans et le logiciel sont entièrement en open source, à l’instar de ce que propose le projet RepRap.

Une vraie prouesse technologique !

Un haut-parleur est un objet relativement simple : Il se compose de plastique pour le logement, une bobine conductrice et un aimant. Le défi à venir est le design et des matériaux précis pouvant être co-fabriqués de manière fonctionnelle.

Mais l’équipe a dû relever plusieurs défis techniques pour les encres conductrice et magnétique. Car il fallait à la fois qu’elles aient les propriétés voulues tout en étant capables de se solidifier à une température inférieure à 100 °C. L’encre à nanoparticules d’argent, récemment utilisée pour créer des circuits électriques, a servi à fabriquer la bobine.
L’aimant, quant à lui, a été imprimé à partir d’une encre faite de ferrite de strontium et d’un polymère. Dans les deux cas, la composition des encres a été pensée pour que les pièces puissent adhérer au châssis en plastique. Apoorva Kiran ajoute que cette chimie de haute précision doit satisfaire à des règles de sécurité strictes en matière de toxicité, afin de pouvoir être employée sans danger par le grand public.

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Hod Lipson explique que cette première démonstration simple n’est que la «partie immergée de l’iceberg. Et qu’ il faudra un certain temps avant que les consommateurs adoptent l’impression électronique à la maison. La plupart des imprimantes ne peuvant pas gérer efficacement les matériaux multiples. Il est également difficile de trouver des matériaux compatibles entre eux – par exemple, du cuivre conducteur et de la matière plastique sortant de la même imprimante nécessitent différentes températures pour les durées de durcissement. »

Il faut à peu près trois heures pour imprimer un haut-parleur de taille moyenne, pour un côut approximatif de huit dollars (5,80 euros).

Mais quid de la qualité de son ? Apoorva Kiran reconnaît simplement que la réponse en fréquences n’est pas de très haut niveau mais que le travail sur le design améliorera la fidélité sonore. Les prochains essais permettront le perfectionnement.

Des origines historiques

Photo : À gauche, le registre Vail, la machine télégraphique originale qui a envoyé le premier message de code Morse en 1844. A droite, réplique qui a été imprimée en 3D dans le laboratoire de Hod Lipson en 2009. 

Ce n’est pas la première fois qu’un appareil électronique grand public est imprimé dans le laboratoire de Lipson. En 2009, Malone, ancien membre du laboratoire Matthew Alonso, avait imprimé une réplique du fameux récepteur télégraphique antique et enregistreur que Samuel Morse et Alfred Vail avaient utilisé pour envoyer le premier code télégraphique Morse en 1844.

Alonso, qui était étudiant à l’époque, avait décidé d’essayer d’imprimer un dispositif électromagnétique, et Lipson a tout naturellement suggéré le registre Vail. C’était une des premières applications de l’électromagnétisme, et, parce que Ezra Cornell avait fait fortune dans l’industrie du télégraphe, il est devenu une pièce maîtresse dans les recherches à l’université de Cornell.

(Source : Université Cornell – 12 décembre 2013)