Bocal que muda de formato melhora muito a impressão 3D

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/07/2024

O bico adaptativo melhora a impressão 3D em tudo - mas ele próprio ainda pode melhorar.
[Imagem: Seok Won Kang et al. - 10.1126/sciadv.adn7772]

Bocal metamórfico

Um bico de impressora 3D que pode mudar de tamanho e formato durante o processo de impressão promete levar a fabricação aditiva a um novo patamar.

Para começar, ele supera o dilema atual entre velocidade e resolução inerente às impressoras 3D tradicionais, que têm bicos com diâmetro fixo.

Mas Seok Kang e Jochen Mueller, da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, afirmam que o novo bocal promete melhorar a impressão 3D de tudo, desde componentes aeroespaciais e dispositivos eletrônicos leves até vigas estruturais e paredes.

Eles batizaram a tecnologia de AN3DP, sigla em inglês para "Impressão 3D de Bico Adaptativo".

"As impressoras 3D tradicionais usam bicos fixos, que limitam a resolução ou a velocidade. Os bicos menores melhoram a resolução, mas retardam a impressão, enquanto os bicos maiores aumentam a velocidade, mas reduzem os detalhes. O design do AN3DP supera isso, ajustando-se aos requisitos específicos de cada recurso que está sendo impresso, permitindo alta resolução e impressão mais rápida," reforçou Mueller.

Formatos de saída do novo bocal, que aumenta muito a versatilidade das impressoras 3D.
[Imagem: Seok Won Kang et al. - 10.1126/sciadv.adn7772]

Efeito degrau

O projeto do bico metamórfico foi inspirado nos mecanismos das ferramentas de agarramento retráteis e dos tendões dos humanos e animais.

O bico utiliza oito pinos móveis controlados por motores para alterar sua forma e tamanho. Conectando os pinos há uma membrana elástica, que permite que o material saia pelo bico com uma superfície lisa. Os pinos móveis e a membrana elástica juntos permitem a produção precisa de estruturas altamente complexas, afirmam os dois engenheiros.

"Um dos principais benefícios deste bocal adaptativo é a sua capacidade de reduzir o efeito de ‘degrau’, que é comum na impressão 3D tradicional," disse Mueller.

"Este efeito, que lembra as figuras em blocos do popular jogo Minecraft, ocorre quando superfícies inclinadas ou curvas são impressas usando bicos de tamanhos fixos, resultando em uma série de pequenos degraus visíveis, em vez de uma superfície lisa. Ajustando a forma e o tamanho do bico durante o processo de impressão, podemos criar superfícies mais suaves e contínuas, melhorando a qualidade geral dos objetos impressos," acrescentou.

Estruturas intrincadas impressas para demonstração da versatilidade do novo bico.
[Imagem: Seok Won Kang et al. - 10.1126/sciadv.adn7772]

Dá para melhorar

Mas nada é definitivo e, embora avance muito a impressão 3D, o bico adaptativo tem suas próprias deficiências. Por exemplo, o projeto atual do bocal requer montagem e limpeza manuais e só pode ser usado para um único tipo de processo de fabricação.

Mueller e Kang planejam resolver essas limitações refinando o projeto para torná-lo mais prático para uso generalizado. Eles também pretendem adaptar o AN3DP para a fabricação de filamentos fundidos, um processo comum de impressão 3D, o que ampliaria sua aplicação para incluir mais usos diários e industriais.

"Estou muito entusiasmado com o AN3DP e suas aplicações futuras. Sua flexibilidade irá melhorar a integridade estrutural e a funcionalidade dos objetos impressos, tornando-os mais adequados para aplicações complexas de engenharia," disse Mueller.

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