Técnica simples transforma desenhos 2D em objetos 3D

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/03/2021

As letras são objetos 3D impressos dentro das garrafas - algo que uma impressora 3D nunca conseguiria fazer.
[Imagem: Seo Woo Song et al. - 10.1126/sciadv.abf3804]

Desenhos, ergam-se

Engenheiros coreanos desenvolveram uma técnica para fazer com que desenhos comuns, feitos numa folha de papel, "ganhem vida", transformando-se em objetos 3D.

Embora a técnica não alcance a versatilidade e o detalhamento geométrico da impressão 3D convencional, ela pode servir como uma alternativa ou recurso complementar, com a grande vantagem de não requerer equipamentos caros, já que tudo é feito em uma solução aquosa.

Seo Song e seus colegas da Universidade Nacional de Seul afirmam que a técnica pode beneficiar uma variedade de campos científicos, incluindo a robótica macia, reduzindo o tempo e o custo necessários para produzir objetos 3D.

Transformar objetos 2D em 3D

Tecnologias e técnicas que transformam objetos 2D em 3D - incluindo origami e impressão 4D -, podem tornar a fabricação 3D mais simples e mais eficiente. No entanto, essas opções de fabricação não são necessariamente acessíveis, exigindo materiais transformáveis, substratos funcionais ou impressoras 3D grandes e caras.

Para superar essas limitações, Song desenvolveu uma técnica que ele batizou de STAT, sigla em inglês para "transformação assistida por tensão superficial", que se baseia na ação capilar de um líquido, gerada pela sua tensão superficial, para descascar a tinta seca do papel submerso, resultando em um objeto 3D suspenso na solução.

A demonstração da técnica usou um sistema de desenho com caneta movimentada por computador, para criar imagens precisas em escalas de milímetros a metros. O protótipo do STAT partiu desses desenhos e criou objetos 3D com superfícies curvas, incluindo uma luva, uma pedra, uma folha, livres ou dentro de garrafas, onde as impressoras 3D convencionais não conseguem alcançar.

Transformação dos desenhos 2D em objetos 3D.
[Imagem: Seo Woo Song et al. - 10.1126/sciadv.abf3804]

Revestimento de polímero

O objeto 3D nasce dentro da solução aquosa, mas não teria sustentação estrutural para ser retirado de lá, onde a tensão entre a parte flutuante e a superfície da água mantém o objeto coeso. Para contornar essa limitação, Song desenvolveu um reforço estrutural usando um processo de revestimento de polímero denominado SCIRP, sigla em inglês para polimerização radical de superfície iniciada cataliticamente.

Essa etapa de acabamento consiste em misturar uma tinta flutuante com micropartículas de ferro, juntamente com uma solução de monômeros que contém persulfato de potássio (KPS) em vez de água.

O processo dura cerca de 3 minutos e gera uma camada de revestimento de polímero com mais de 300 micrômetros de espessura em torno dos objetos 3D conforme eles são retirados, permitindo que retenham sua forma fora da solução.

"Prevemos que este estudo pode permitir o desenvolvimento de técnicas simples e eficientes para a fabricação 3D por meio de tecnologias baseadas em 2D e expandir ainda mais o valor da impressão 4D," escreveu a equipe.

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