L’IA aide les imprimantes 3D à « écrire » avec des cordes de fluide en spirale comme Jackson Pollock.

Si vous avez déjà arrosé du miel sur une tranche de pain grillé, vous avez remarqué comment le liquide ambré se plie et s’enroule sur lui-même lorsqu’il atteint le pain grillé. La même chose peut se produire avec l’impression 3D et 4D si le bec d’extrusion est trop éloigné du substrat d’impression. Les scientifiques de Harvard ont emprunté une page des méthodes novatrices de l’artiste expressionniste abstrait Jackson Pollock – alias le « maître du goutte-à-goutte » – pour exploiter la physique sous-jacente plutôt que de tenter de la contrôler afin d’accélérer considérablement le processus, selon un nouvel article publié dans le journal Soft Matter. Avec l’aide d’apprentissages automatiques, les auteurs ont pu décorer une biscotte avec du sirop de chocolat pour démontrer la viabilité de leur nouvelle approche. Comme nous l’avons déjà rapporté, Pollock a tout d’abord employé une technique de « filament volant » ou de « caténaire volant » avant de perfectionner ses méthodes de goutte à goutte. La peinture forme divers filaments visqueux qui sont jetés contre une toile verticale. La technique de goutte à goutte consistait à étendre une toile à plat sur le sol puis à verser de la peinture par-dessus. Parfois, il la versait directement à partir d’une canette, parfois il utilisait une baguette, un couteau ou un pinceau, et parfois il utilisait une seringue. L’artiste se déplaçait généralement « de manière rythmée » autour de la toile pendant qu’il travaillait. Son style a longtemps fasciné les physiciens, comme en témoigne la controverse entourant la question de savoir si les peintures de Pollock présentent des motifs fractals. En 2011, le mathématicien Lakshminarayanan Mahadevan a collaboré avec l’historien de l’art Claude Cernuschi sur un article publié dans Physics Today examinant l’utilisation par Pollock d’une « instabilité de bobinage » dans ses peintures. L’étude décrit mathématiquement comment un fluide visqueux se replie sur lui-même comme une corde qui s’enroule – tout comme verser du sirop d’érable froid sur des pancakes. Les motifs qui se forment dépendent de l’épaisseur du fluide (sa viscosité) et de sa vitesse de déplacement. Les fluides épais forment des lignes droites lorsqu’ils sont étalés rapidement sur une toile, mais ils formeront des boucles, des ondulations et des huit lorsqu’ils seront versés lentement. Mahadevan a ensuite mesuré l’épaisseur des lignes et le rayon des bobines dans une peinture de Pollock montrant cet effet, et l’équipe a utilisé ces données pour estimer le débit de peinture lorsque la main de l’artiste se déplaçait sur la toile. Une étude de 2019 a contredit cette conclusion, trouvant au contraire que la très grande majorité des traces de Pollock étaient produites parce que l’artiste évitait activement les instabilités de bobinage – bien que les auteurs aient reconnu que leur travail n’était probablement pas la dernière parole sur le sujet. Aujourd’hui, Mahadevan a concentré son attention sur l’application de ce qu’il a appris sur les instabilités de bobinage de Pollock à l’écriture d’encre directe, un moyen versatile d’impression 3D et 4D. L’inconvénient est que l’écriture d’encre directe est un processus très lent car tout écoulement non uniforme tombant d’une hauteur s’enroulera ou se pliera, entraînant des défauts dans les objets imprimés. Cela signifie que le bec d’extrusion doit être placé à quelques millimètres à peine de la surface d’impression pour imiter exactement le motif d’impression cible. Une autre limitation est que les topologies plus complexes sont difficiles à imprimer, et il est également difficile de contrôler les virages brusques sans déformer le filament extrudé.