La seule mission de la Singapore University of Technology and Design (SUTD), une université contemporaine créée en 2012, est de former des leaders dotés d'un solide bagage technique à travers un apprentissage axé sur la pratique et une conception basée sur la technologie.
Les chercheurs du Digital Manufacturing and Design Center (DManD) de la SUTD s'intéressent tout particulièrement au croisement entre la conception numérique et la fabrication avancée, et développent de nouvelles idées et méthodes combinant les sciences de l'informatique et de l'ingénierie, la conception industrielle, la conception à forte composante technologique, l'architecture et l'art.
« Nous nous concentrons sur trois grands axes dans cette direction », déclare le professeur Martin Dunn, vice-recteur adjoint de la recherche et codirecteur du centre DManD de la SUTD. « Le premier est la fabrication additive avec plusieurs matériaux, en particulier des matériaux souples, pour créer des composants, des pièces et des produits multifonctionnels. Le deuxième concerne la nanofabrication en 3D et le troisième les textiles et composites numériques en 3D. »
En approfondissant ses recherches sur le comportement des matériaux et les nouveaux modes de conception, l'équipe explore des possibilités allant au-delà des matériaux numériques prédéfinis. À l'aide du logiciel GrabCAD Voxel Print sur l'imprimante 3D multi-matériaux Stratasys J750, les chercheurs du DManD créent des produits en manipulant des matériaux et des structures à des endroits précis, point par point dans l'espace, jusqu'au pixel volumétrique près, autrement dit voxel.
« L'impression 3D contrôlée au niveau du voxel nous permet de créer des produits microstructurés et macroscopiques à une échelle et une résolution sans précédent. C'est ce qui nous a poussés à développer de nouveaux outils permettant de réaliser des conceptions avec cette solution de fabrication qui émerge rapidement », a déclaré M. Dunn. Avec GrabCAD Voxel Print, les chercheurs du DManD peuvent créer des matériaux numériques entièrement nouveaux, conçus pour répondre aux besoins fonctionnels ou esthétiques spécifiques de projets de recherche très pointus.
« La technologie de contrôle au niveau du voxel change vraiment notre façon d'envisager la conception », affirme M. Sayjel Patel, associé de recherche du centre DManD de la SUTD. « Désormais, nous pouvons numériser des textures de l'environnement immédiat et créer des textures et des microstructures à partir de ces images. Nous pouvons examiner les propriétés en termes de toucher, d'acoustique, d'ondulation structurelle ou de propriétés thermiques, ce qui nous permet de prototyper très rapidement toute une série d'options de conception. »
Structures à différentes échelles et conception de matériaux Les chercheurs du DManD ont utilisé cette nouvelle méthode pour construire une table emboîtable afin d'étudier le comportement structurel des systèmes de menuiserie en bois traditionnels. La fabrication d'une table emboîtable constitue un véritable défi. Sawako Kaijima et son équipe de chercheurs ont donc programmé un outil de découpe personnalisé pour assigner les matériaux couche par couche et imprimer en 3D les systèmes de menuiserie sur la Stratasys J750 à l'aide de GrabCAD Voxel Print.
Selon M. Patel : « Le dépôt sélectif de matériaux offre la possibilité de concevoir et de fabriquer des objets aux propriétés hétérogènes susceptibles de présenter des caractéristiques fonctionnelles supérieures à celles des objets composés de matériaux homogènes. »
