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terça-feira, 12 de fevereiro de 2019

Impressora 3D instantânea: estamos em Star Trek?


Que a impressão 3 D é fato e está difundida, todos já sabem. Mas será que essa tecnologia pode ser substituída por uma mais eficiente e rápida?

O processo tradicional replica objetos usando a fabricação aditiva. Essa, por sua vez, nada mais é que a construção camada a camada de um objeto em três dimensões, usando como material base um polímero. Apesar de seguirem esse mesmo princípio, existem diferenças entre a forma como as impressoras 3D o fazem e isso depende da utilização do material a ser impresso. Dependendo de sua utilização, o material impresso exige maior precisão na impressão de superfícies ou, então, precisa que a impressora consiga reproduzir objetos em escala de tamanhos variada . Os objetos impressos são extremamente diversos, vão desde pequenos chaveiros até próteses (medicina). Mesmo com toda essa inovação, as impressoras 3D ainda tem alguns desafios a conquistar e um deles é o tempo. A impressão 3D de um pequeno objeto (10 cm) pode demorar até 3 horas. Dependendo de sua complexidade geométrica e densidade, até mais.

Todavia, a novidade na impressão 3D, trazida por um estudo publicado em janeiro de 2019, promete revolucionar o processo. Os pesquisadores conseguiram realizar impressões 3D de objetos na escala de centímetros em até 120 segundos! Quase instantâneo! É nessa hora que a gente se lembra do replicador de Star Trek

Pois é, meus amigos, a nova tecnologia é baseada em tecnologias já conhecidas por nós, como a Tomografia Computadorizada e a Radioterapia de Intensidade Modulada. O novo método é chamado Litografia Axial Computadorizada (CAL, sigla em inglês) e seu princípio é a fotopolimerização. Nesta tecnologia, imagens 2 D são projetadas por um computador que emite a luz sobre um frasco em rotação. O frasco contém um hidrogel fotosensitivo e, conforme os fótons se encontram em pontos comum (enquanto o frasco está em rotação), a estrutura se solidifica. Nos pontos onde nenhum fóton se encontrou com outro, os mesmos atravessam o material e o meio permanece gelatinoso. Ao final, o objeto sólido final estará contido no frasco em meio ao gel. Para melhor entender, veja o vídeo e a ilustração abaixo (Figura 1):




Figura 1: Imagem do trabalho original ilustrando o processo de projeção da imagem no frasco em rotação (A), os componentes da impressora 3D utilizada (B), a formação do objeto imerso no hidrogel ao longo da escala de tempo (C) e as diferentes características que podem ser modificadas no objeto a ser impresso (D).

É possível, inclusive, imprimir objetos ao redor de um objeto pronto, como no caso do cabo de uma chave de fenda ao redor do metal já pronto. Até agora, esses foram os materiais impressos por essa tecnologia (Figura 2) e que mostram sua versatilidade:


Figura 2: Acima uma montagem com as fotos de objetos impressos utilizando a tecnologia CAL. Um modelo dental (A e B) com diferentes características; geometria de rede complexa (C); bola dentro de uma grade (um material suspenso em dentro de outro, letras D e E); Pontes com vãos sem suporte (F); Aviões de diferentes características nas asas (G e H); Donut macio (I e J); esfera macia (K); e componente macio com regiões convexas e curvas (L).
Sobre a autora:
Érica Ramos
erica.ramos00@gmail.com
Érica Ramos é bióloga e mestre em Ciências Biológicas (Genética) pela UNESP, apaixonada pelo tema Educação e, também, editora desta página de Divulgação Científica. No momento atua como aluna de doutorado na UNESP, na área de Genética.
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