Impressão 4D: A evolução da impressão 3D

A impressão 3D já existe desde os anos 80 e consiste em um método de processamento no qual é criado um objeto tridimensional através de adições de camadas de material. Mas o que então seria a quarta dimensão?

Na impressão 4D temos uma quarta dimensão que seria o tempo. Isso significa que mesmo depois de ser produzido pela impressora, o material pode ter sua forma alterada sozinha. Para isso são utilizadas matérias-primas chamadas de inteligentes, como as ligas com efeito de forma, lembra?

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Como funciona?

Como quase tudo na vida, o problema é resolvido pelo material! Como foi falado anteriormente no post linkado acima, existem materiais, como ligas de ouro-cádmio e cobre-zinco que podem ter suas formas alteradas automaticamente quando receberem um estímulo externo, que podem ser por temperatura, eletricidade, imersão em líquidos e gases, pela luz ou até mesmo estímulos químicos. No caso das ligas o mecanismo de ativação da mudança de forma é a temperatura.

Nas pesquisas realizadas no Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) os materiais impressos são cobertos por uma tinta especial que reage na presença de água e consequentemente altera a forma do objeto. Geralmente esses materiais inteligentes são utilizados nas juntas do objeto e não são utilizados em todo o material, provavelmente por causa dos altos custos associados. Porém hoje só é possível fazer com que os produtos feitos por impressão 3D alterem sua forma em apenas uma direção e quando o mecanismo de ativação for a água.

Veja o vídeo abaixo para ver como funciona essa transformação!

Aplicações

A indústria que mais se beneficia com esse tipo de processo e de material é a robótica. O mercado necessita de robôs mais precisos e com movimentos suaves, o que é chamado de soft robots. Acredita-se então que os materiais provenientes da impressão 4D podem auxiliar na confecção desses robôs e ajudar a indústria médica, por exemplo. Além disso, no futuro esses materiais podem fazer parte de componentes que se montam sozinhos, facilitando o armazenamento.

Desafios

Antes de a gente ter essa tecnologia em nossas casas é preciso que haja um desenvolvimento de uma impressora 3D mais complexa, capaz de imprimir microchips e circuitos no seu impresso, que fariam com que o material se auto montasse. Entre as limitações mais relacionadas com o material estão a necessidade de usar um meio, como a água, para o material sofrer a mudança de geometria, o que não é tão prático para o uso diário e para a venda para o consumidor final. Ademais a reversibilidade do material de mudar de uma forma para outra ainda é limitada e faltam mais estudos sobre diferentes mecanismos de ativação que o material poderá ter.

Fontes:

Raviv, Dan, et al. “Active printed materials for complex self-evolving deformations.” Scientific reports 4 (2014).

Techtudo – Impressão 4D: Como funciona e diferenças para a impressora 3D


Gostaria de agradecer meus amigos Pedro e Ricardo pela sugestão do assunto dessa publicação.

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