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L'impression 3D s'attaque à ce qui peut être son plus grand défi à ce jour: le livre humble

2021

Il y a trente-quatre ans, Chuck Hull a développé la stéréolithographie, le grand-père des systèmes de fabrication additive reposant sur le vaste domaine de l'impression 3D. Dans l'intervalle, des milliers de personnes ont mis leur créativité et leur ingéniosité au service de parties du corps imprimées en 3D, de ponts et même d'une voiture.

Mais Ron Arad, un designer industriel israélien basé à Londres, relève un défi apparemment plus banal. Il est en train d'imprimer un livre en 3D.

"L'impression 3D a volé le mot" impression "à l'écrit", a déclaré Arad à PopSci depuis son studio londonien. "Nous venons de le retourner."

Sur Internet, Arad est peut-être mieux connu pour son vélo à deux religieuses, un vélo à engrenage simple en acier dont les roues sont constituées de tourbillons en acier fin et flexible qui forment un cercle rugueux qui ressemble à des pétales de pâquerette. La bicyclette semble incapable de monter. Mais malgré les apparences trompeuses, il est fonctionnel. Pédalez assez vite et les roues disparaissent - le vélo flotte.

L'impression 3D d'un livre semble simple comparée à la création d'un vélo flottant. Après tout, les humains imprimaient en masse des livres depuis avant la colonisation des Amériques. Mais même si l’impression 3D a élargi les possibilités, imprimer un livre en 3D - en particulier un livre solide (y compris la reliure) - est difficile.

C'est difficile, dit Arad avec un sourire. Arad pense que ce sera le tout premier livre fabriqué à partir d'une seule impression 3D. En 2014, Tom Burtonwood, en collaboration avec l'Art Institute of Chicago, a produit un livre imprimé en 3D d'œuvres d'art Bas Relief extraites des collections du musée. Mais chacune des pages de ce livre est imprimée séparément puis reliée. Chacun des livres d'Arad sera imprimé et relié en un coup. Et au moins l'un des livres d'Arad sera imprimé dans l'espace. Il sera imprimé sur la Station spatiale internationale dans le cadre d’une collaboration avec la NASA, l’Agence spatiale japonaise et l’Agence spatiale européenne.

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Le livre a été commandé par la Fondation Albert Einstein dans le cadre de son projet Legacy, une célébration d'un an commémorant non seulement la théorie de la relativité générale d'Einstein, mais aussi ce qu'Einstein est devenu le symbole: créativité, ingéniosité et humanité. Leur idée originale, cependant, n'était pas du tout pour un livre. C'était pour un buste de la tête d'Einstein.

"Nous ne sommes pas très doués pour faire ce que l'on nous demande de faire", a déclaré Arad. "Nous voulons toujours le changer."

L’idée qu’il devrait avoir la forme de la tête emblématique d’Einstein: ses cheveux sont restés. Tout comme l'idée de faire participer certains des créateurs les plus habiles du monde dans les domaines de la science, des arts et de la justice sociale. Mais au lieu de leurs signatures, ils prêteraient la même chose pour laquelle Einstein est mieux connu Leurs idées les plus visionnaires sous la forme d'un poème, peut-être, d'un essai, ou peut-être même d'un croquis. Il y aura un total de 100 contributeurs répartis dans 10 catégories - de la science à la littérature en passant par le leadership, la technologie et l'espace "avec l'idée que le livre me sera davantage qu'un livre. Ce sera une capsule temporelle, incarnée dans son édition limitée à 300 exemplaires, qui sera dévoilée cet automne à Montréal à ce que le projet Einstein Legacy appelle le «dîner du siècle». Jusqu'à présent, Le physicien Nobel Steven Chu. L'architecte Frank Gehry et les auteurs Chimamanda Ngozi Adichie et Paulo Coelho font partie de ceux qui se sont engagés dans le projet.

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Chaque visionnaire aura une seule page, ce qui signifie qu'Arad réalisera 100 feuilles imprimées en 3D au total. Oui, le livre contiendra 100 feuilles et non pas 50. Contrairement aux livres traditionnellement imprimés, qui sont généralement recto verso, la nature de la technique d'impression 3D utilisée par Arad, appelée frittage laser sélectif, signifie que les mots existent dans un espace négatif, comme un pochoir. .

«Pour nous, le défi technique était et reste encore», a déclaré Marcus Hirst, responsable du design chez Ron Arad Studio, que vous pouvez voir à vélo sur le vélo des deux religieuses. L'un des grands défis est que nous voulons que ce soit une seule pièce, pas un tas de pièces. Et pour ce faire, vous rencontrez les limites de l'impression 3D. Nous n'avons pas pu obtenir ce dont nous avions besoin d'un processus de moulage par injection. "

Ce processus est ce que la plupart des gens pensent de l’impression 3D. C'est un additif - vous utilisez fondu pour «construire» une structure un peu comme Legos. Le frittage sélectif fonctionne en fusionnant des substances. Cette technique a été développée à l'origine pour le brasage de métaux à petite échelle. C'est le genre de travail de qualité qui unit les lames d'un rasoir typique au manche, mais la technique a été étendue à de nombreuses autres utilisations, y compris l'art.

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«Imaginez que vous avez un lit de sable», déclare Nicholas Fang, professeur associé au département de génie mécanique du Massachusetts Institute of Technology (MIT). "Et vous avez un stylo-colle que vous pouvez tracer sur le sable pour former la page." Où que vous colliez, la fusion se produira et la page sera aussi profonde que la colle peut atteindre le lit de sable.

Dans le cas du frittage laser sélectif, le laser est le stylo à colle et le sable peut être une multitude de poudres. «Le nylon, le polystyrène et parfois un sable vert contenant un mélange de verre de silicium et une sorte de revêtement de polymère fondu pourraient tous être utilisés pour le frittage sélectif au laser», explique Fang.

Le laser trace la forme de la page et de l'extérieur des lettres, attend que le calque refroidisse et crée une autre page. Selon Fang, à l'échelle du laboratoire, le frittage laser sélectif peut imprimer des couches aussi minces que 10 micromètres, soit un dixième de l'épaisseur d'un cheveu.

Les pages d'Arad sont plus épaisses, car elles doivent pouvoir comporter des trous dans les formulaires et parce qu'il construit chaque livre à partir du même processus d'impression, il doit gérer le collage des pages. Et il a dit: "Nous comptons sur la flexibilité du matériau pour la reliure."

Il est facile de présenter la science et l’art comme des opposés sur un continuum, le premier étant dur, le second doux, et tout le reste résidant quelque part au milieu. Le livre est un art, mais il repousse les limites des technologies existantes. D'une certaine manière, cela correspond à l'ensemble du contrat d'Einstein. Après tout, il a déclaré que «la science stagnera si elle est conçue pour servir des objectifs concrets».

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