« Ils réinventent la 3D avec du code » : OpenVCAD permet de créer des objets aux matériaux hybrides (et pourrait transformer toute l’industrie)

OpenVCAD, un logiciel open-source développé à l’Université du Colorado à Boulder, révolutionne la conception et l’impression d’objets multi-matériaux. Ce nouvel outil, créé par Charles Wade, étudiant en doctorat en informatique, permet une modélisation 3D précise grâce à l’utilisation du code pour cartographier non seulement les formes, mais aussi la distribution des matériaux au sein des objets. Avec OpenVCAD, la conception de modèles à gradient de matériaux devient accessible et efficace, brisant ainsi les limites des outils traditionnels de conception assistée par ordinateur (CAO). Ce projet innovant, mené dans le laboratoire Matter Assembly Computation, pourrait transformer le domaine de la fabrication additive.

Révolution des outils de conception assistée par ordinateur

Traditionnellement, les outils de CAO définissent principalement les contours extérieurs d’un objet, en partant du principe que l’intérieur est constitué d’un seul matériau. Cette approche montre ses limites lorsque les ingénieurs cherchent à concevoir des objets à gradient de matériaux. Ces objets nécessitent une transition fluide entre différents matériaux, comme une semelle de chaussure de course qui passe progressivement de rigide à souple. Sans outils spécialisés, réaliser ces transitions est presque impossible.

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OpenVCAD change la donne. Le logiciel permet aux utilisateurs de combiner des fonctions mathématiques complexes pour les attribuer comme matériaux à différentes régions d’un objet 3D. « C’est le premier outil de conception multi-matériaux basé sur le code qui soit largement disponible », a déclaré Wade. Contrairement aux logiciels de CAO traditionnels, où chaque modification nécessite un nouveau croquis, OpenVCAD permet de modifier une seule variable pour mettre à jour l’ensemble du design de manière simple.

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Des laboratoires aux industries diverses

Le potentiel d’OpenVCAD dépasse largement le cadre académique. Le logiciel a démontré sa polyvalence sur diverses imprimantes 3D, y compris celles capables d’imprimer avec plusieurs matériaux simultanément. Dans le domaine médical, les chirurgiens pourraient l’utiliser pour créer des modèles anatomiques réalistes en vue de la planification chirurgicale. Les chercheurs en robotique pourraient concevoir des actionneurs flexibles qui se plient dans une direction tout en restant rigides dans une autre.

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Les ingénieurs en structures peuvent appliquer des propriétés mécaniques uniques à des parties spécifiques de structures en treillis complexes pour améliorer la résistance et l’absorption des chocs. « Nous pouvons nous appuyer sur les capacités de base d’OpenVCAD pour représenter des objets multi-matériaux dans de nombreux domaines », a déclaré MacCurdy. OpenVCAD est entièrement open-source et offre une implémentation Python, permettant aux utilisateurs de commencer à concevoir avec une seule ligne de code.

Une communauté croissante d’utilisateurs

OpenVCAD est conçu pour être largement accessible. Charles Wade espère qu’une communauté croissante de chercheurs externes adoptera cet outil pour réaliser leurs meilleurs travaux. Cette approche collaborative pourrait ouvrir la voie à de nouvelles innovations dans le domaine de la conception multi-matériaux. De plus, l’open-source permet une amélioration continue du logiciel par ses utilisateurs, assurant ainsi son évolution et son adaptation aux besoins émergents des industries.

Le logiciel simplifie la conception complexe en éliminant la nécessité d’écrire du code spécifique pour chaque projet. Cela permet aux ingénieurs de se concentrer sur la création plutôt que sur la programmation. Avec un tel outil, les possibilités de personnalisation et d’expérimentation dans la conception multi-matériaux sont vastes, offrant ainsi de nouvelles perspectives pour l’avenir de la fabrication additive.

Une transformation en cours

La capacité d’OpenVCAD à simplifier la conception multi-matériaux aura sans doute un impact significatif sur de nombreux secteurs. La facilité d’utilisation et la flexibilité qu’il offre pourraient inciter d’autres industries à revoir leurs méthodes de conception. Cependant, la véritable question reste de savoir comment cet outil influencera les pratiques de conception à long terme. Quelles nouvelles applications et innovations verrons-nous émerger grâce à cette technologie ?