L'imprimante 3D Fortus utilisée dans tous les départements d'une université chinoise

« L’impression 3D industrielle est en train de changer les méthodes d’ingénierie et de R&D traditionnelles. »
Dr Allan Mok, département Génie Mécanique et Automatique, Chinese University of Hong Kong

Développer la curiosité intellectuelle des élèves est un principe de base pour les professeurs du département Génie Mécanique et Automatique du Chinese University of Hong Kong (CUHK). Depuis l’introduction de l’impression 3D dans leur programme en 1995, les enseignants ont élargi l’impact de celle-ci depuis les démonstrations à la construction de prototypes d’ingénierie et à la création de nouveaux dispositifs.

Le département de Génie Mécanique et Automatique du CUHK, fondé en 1994, est actuellement à sa quatrième génération d’imprimante 3D, un système de production 3D Fortus.

Le rôle de la technologie d’impression 3D dans l’éducation

« Le contenu de nos cours est structuré afin d’enseigner le design et les concepts d’utilisation des matériaux tout en permettant aux étudiants d’avoir l’occasion de tester leurs propres modèles », a déclaré Dr Allan Mok, responsable de l’électronique au sein du département. Grâce à l’imprimante 3D, les élèves peuvent créer facilement des modèles en seulement quelques heures.

« Quand nous avons introduit pour la première fois la technologie d’impression 3D dans le contenu de nos cours, il a d’abord été question de démontrer les méthodes de fabrication de moulage », dit Mok. « Mais aujourd’hui, nous utilisons régulièrement l’imprimante pour produire des outils d’aide pédagogiques et offrir aux étudiants de la dernière année une expérience pratique sur l’impression 3D, y compris la validation de leurs propres designs. »

Avec cette imprimante 3D industrielle, les étudiants peuvent maintenant comprendre plus facilement la mécanique aussi complexe soit-elle, les théories ou l’opération intégrale d’un composant. Bien que le système d’impression 3D soit principalement utilisé à des fins d’enseignement, il est également utilisé pour le prototypage rapide, la recherche et le développement, et les essais commerciaux et de production.

Des produits innovants

Mok a déclaré que le système de production 3D Fortus offre plusieurs avantages. « Outre de nous permettre d’économiser probablement la moitié des coûts de démarrage par rapport aux autres imprimantes 3D, le matériau thermoplastique utilisé par la technologie FDM nous permet de produire des composants prêts à l’emploi, comme le boîtier externe de l’endoscope, le support de la caméra d’un dispositif de visualisation et les supports des équipements de laboratoire. »

Par exemple, un étudiant en doctorat a construit un modèle de voiture à quatre roues tournées vers des directions opposées. « Ce véhicule est appelé ‘voiture multidirectionnelle’, car elle peut se déplacer automatiquement dans toutes les directions en utilisant la technologie de programmation informatique préétablie », a déclaré Mok. Les roues extérieures sont fabriquées en aluminium, mais leurs roulements ont été imprimés 3D en thermoplastique. Ils sont assez forts pour faire un certain nombre de mouvements de roues bien qu’ils intègrent des pièces avec des matériaux différents.

Au-delà de l’enseignement

L’imprimante 3D offre des avantages qui vont au-delà de la sphère de l’enseignement. Elle facilite la collaboration entre le corps enseignant et les branches commerciales. « Les étudiants du département des arts visuels veulent utilisent notre imprimante 3D pour faire des prototypes avant de prendre des décisions finales sur la production d’œuvres d’art. Nous constatons que les étudiants « commerciaux » effectuent des recherches sur nos prototypes pour enquêter sur leur potentiel marketing », a déclaré Mok.

Allan cite un dispositif aérien monomoteur comme un exemple de la créativité des étudiants en matière de prototypage. « Nous pouvons produire des modèles qui sont légers et qui ont logiquement la capacité de voler. De telles machines sont moins coûteuses et plus rapides à produire. » Il a dit que les étudiants tout comme l’établissement tirent profit de l’imprimante et qu’ils peuvent devenir plus créatifs pour relever des défis plus exigeants.

Récemment, le département a créé un modèle mécanique en forme de poisson avec une coque solide et durable. Les dispositifs internes du modèle sont destinés à observer des activités sous-marines et prendre des mesures telles que la pression de l’eau et l’indice de pollution, sans perturber l’eau. L’impression et le montage de la coque imprimée ont été plus faciles et moins coûteux que l’externalisation.
« L’impression 3D est en train de changer les méthodes d’ingénierie et de R&D traditionnelles. Elle est simple à utiliser. Même un non-spécialiste peut l’utiliser », dit Mok. « Pour nous, le système Fortus a, et continuera à jouer un rôle essentiel dans nos cours de mécanique et d’ingénierie. Nous espérons qu’il préparera au final les étudiants à leur futur environnement de travail. »