De l'imprimante 3D au robot bâtisseur

La séparation de la tête d'impression et son remplacement par un robot permet de créer une unité de fabrication entièrement automatique.

La combinaison de différentes technologies en robotique, impression, prosthétique, commande à distance, permet de réaliser cet objet féérique: une machine à laquelle on présente une image et qui la transforme en objet réel, aussi grand soit-il, et même de la taille d'une maison.

Pour mieux le montrer, rappelons ce qu'est une imprimante 3D et comment elle fonctionne.

Elle fonctionne à partir d'un schéma, d'un modèle réalisé par un logiciel 3D. Elle dispose d'un logiciel qui commande à la tête d'impression le parcours qui transpose le dessin dans le volume d'impression. Le principe est le même que celui d'une imprimante classique, mais on a ajouté la hauteur, à l'axe de déplacement X et Y on ajoute un axe Z.
Elle dépose un substrat de matière plastique. Le remplacement de l'encre par un matériau permettant la superposition permet d'ajouter l'axe Z, la hauteur. L'imprimante en fait balaie la surface transposer l'image sur les axe X et Y, puis elle ajoute autant de couches que le requiert la hauteur donnée au dessin.
La façon dont le matériau prend forme dépend de la méthode choisie par le fabricant, car il en existe plusieurs. On peut utiliser un matériau liquide qui durcit en séchant ou un polymère que l'on chauffe au laser pour le faire fondre.

Les objets créés sont confinés dans un volume où peut évoluer la tête d'impression. Pour faire tomber cette limitation il faut:

Que la tête d'impression soit commandée à distance. Cela peut se faire par un protocole tel que Wi-Fi ou Bluetooth.
Qu'elle soit en fait remplacée par une machine dotée d'un moyen de déplacement, de bras pour déplacer le matériau, de mains pour le prendre et le déposer. Un robot humanoïde peut faire tout cela.
Le matériau lui-même peut être mieux adapté à la construction d'un objet de grande taille. Il peut être fait de briques ou d'autres objets créés eux-mêmes par une imprimante 3D statique.
Le changement de granularité, le passage du matériau liquide aux briques ne change pas vraiment le fonctionnement du logiciel dont l'action de base consiste toujours à déplacer le vecteur (tête d'impression/robot) sur une surface, de déposer une unité de construction en chaque point selon les coordonnées provenant du dessin 3D original.
A chaque point de construction, le logiciel transfère la main au vecteur qui dispose de ses propres routines: la tête d'impression pour déposer une micro-bille de polymère, le robot pour empiler une brique et l'agglutiner avec un solvant.

Comme on peut le voir, le bon génie sorti de la lampe qui va transformer nos désirs en réalité est à portée de main. On l'a déjà entre les mains.