Mão robótica impressa em 3D possui ossos, ligamentos e tendões

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/11/2023

Para imitar a anatomia da mão humana, a tecnologia de impressão 3D teve que ser atualizada para permitir trabalhar com polímeros de cura lenta.
[Imagem: ETH Zurich/Thomas Buchner]

Mão robótica quase humana

Pesquisadores criaram a primeira mão robótica com ossos, ligamentos e tendões, sendo cada elemento feito de diferentes polímeros, adequados ao desempenho de cada função.

Isto foi possível graças a uma nova técnica de digitalização a laser, tirando proveito do fato de que os avanços na impressão 3D agora permitem produzir peças usando plásticos de cura lenta, que têm vantagens decisivas em relação aos plásticos de cura rápida, já que possuem melhores propriedades elásticas e são mais duráveis e robustos.

Esta nova tecnologia também facilita a combinação de materiais macios, elásticos e rígidos, o que permite usá-la para criar estruturas delicadas e até peças com cavidades.

"Não teríamos conseguido fazer esta mão com os poliacrilatos de cura rápida que temos usado na impressão 3D até agora," disse Thomas Buchner, do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH). "Agora estamos usando polímeros de tioleno de cura lenta. Eles têm propriedades elásticas muito boas e retornam ao seu estado original muito mais rapidamente após a flexão do que os poliacrilatos."

Isso tornou os polímeros de tioleno ideais para produzir os ligamentos elásticos da mão robótica. Além disso, a rigidez dos tiolenos pode ser muito bem ajustada para atender aos requisitos dos robôs macios em geral.

"Os robôs feitos de materiais macios, como a mão que desenvolvemos, têm vantagens sobre os robôs convencionais feitos de metal. Por serem macios, há menos risco de ferimentos quando trabalham com humanos e são mais adequados para manusear mercadorias frágeis," explicou o professor Robert Katzschmann.

A mão robótica é totalmente funcional.
[Imagem: Buchner et al. - 10.1038/s41586-023-06684-3]

Compensando os defeitos

As impressoras 3D normalmente produzem objetos camada por camada: Os bicos depositam um determinado material em forma viscosa em cada ponto e uma lâmpada UV cura cada camada imediatamente.

Para um melhor acabamento, normalmente um dispositivo raspa as irregularidades da superfície após cada etapa de cura. Só que isto funciona apenas com poliacrilatos de cura rápida; polímeros de cura lenta, como tiolenos e epóxis, obstruem o raspador.

Para conseguir usar os polímeros de cura lenta, os pesquisadores adicionaram à impressora um escâner a laser 3D, que verifica imediatamente cada camada impressa em busca de irregularidades na superfície. Isto significa que, em vez de alisar as camadas irregulares, a nova tecnologia simplesmente leva em conta as irregularidades ao imprimir a próxima camada, compensando e anulando os defeitos da anterior.

"Um mecanismo de retroalimentação compensa essas irregularidades ao imprimir a próxima camada, calculando quaisquer ajustes necessários na quantidade de material a ser impresso em tempo real e com grande precisão," explicou o professor Wojciech Matusik.

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