doi.org/10.1038/s41467-024-48919-5
Credibilidade: 999
#3D
Um método inovador de impressão 3D simplifica a fabricação de produtos multimateriais
Pesquisadores da Universidade de Missouri desenvolveram um método para criar dispositivos complexos com vários materiais – incluindo plásticos, metais e semicondutores – todos com uma única máquina.
A pesquisa, publicada recentemente na Nature Communications, descreve um novo processo de impressão 3D e laser para fabricar sensores multimateriais e multicamadas, placas de circuito e até têxteis com componentes eletrônicos.
É chamado de Processo de Montagem Multimaterial de Forma Livre e promete revolucionar a fabricação de novos produtos.
Ao imprimir sensores embutidos em uma estrutura, a máquina pode fabricar coisas que detectam as condições ambientais, incluindo temperatura e pressão.
Para outros pesquisadores, isso poderia significar ter um objeto de aparência natural, como uma rocha ou uma concha, que pudesse medir o movimento da água do oceano.
Para o público, as aplicações podem incluir dispositivos vestíveis que monitorem a pressão arterial e outros sinais vitais.
Avanços nas técnicas de impressão 3D Especificamente, outras técnicas são insuficientes no que diz respeito à versatilidade do material e à precisão com que componentes menores podem ser colocados dentro de estruturas 3D maiores.
O método da equipe Mizzou utiliza técnicas especiais para resolver esses problemas.
Os membros da equipe construíram uma máquina que possui três bicos diferentes: um adiciona material semelhante a tinta, outro usa um laser para esculpir formas e materiais e o terceiro adiciona materiais funcionais adicionais para aprimorar as capacidades do produto.
Começa por fazer uma estrutura básica com filamentos normais de impressão 3D, como o policarbonato, um tipo de termoplástico transparente.
Em seguida, ele muda para o laser para converter algumas peças em um material especial chamado grafeno induzido por laser, colocando-o exatamente onde é necessário.
Finalmente, mais materiais são adicionados para melhorar as capacidades funcionais do produto final.
Este trabalho está sendo financiado pelo programa de Fabricação Avançada da National Science Foundation (NSF), e o programa NSF I-CorpsTM está fornecendo fundos para explorar a comercialização.
O programa I-Corps está nos ajudando a identificar os interesses e necessidades do mercado”, disse Lin.
Atualmente, acreditamos que seria do interesse de outros pesquisadores, mas acreditamos que, em última análise, beneficiará as empresas.
Isso reduzirá o tempo de fabricação para prototipagem de dispositivos, permitindo que as empresas façam protótipos internamente.
Esta tecnologia, disponível apenas na Mizzou, mostra-se muito promissora para transformar a forma como os produtos são fabricados e fabricados.
– Esta é a primeira vez que este tipo de processo é utilizado e está a desbloquear novas possibilidades, – disse Bujingda Zheng, estudante de doutoramento em engenharia mecânica em Mizzou e principal autor do estudo.
Estou animado com o design.
Sempre quis fazer algo que ninguém fez antes, e estou conseguindo fazer isso aqui na Mizzou.- Um dos principais benefícios é que os inovadores podem se concentrar no design de novos produtos sem se preocupar em como prototipá-los.
Isso abre a possibilidade para mercados inteiramente novos”, disse Jian Javen-Lin, professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial na Mizzou.
Terá amplos impactos em sensores vestíveis, robôs personalizáveis, dispositivos médicos e muito mais.- Técnicas revolucionárias Atualmente, a fabricação de uma estrutura multicamadas – como uma placa de circuito impresso – pode ser um processo complicado que envolve várias etapas e materiais.
Esses processos são caros, demorados e podem gerar resíduos que prejudicam o meio ambiente.
A nova técnica não só é melhor para o planeta, como também é inspirada em sistemas encontrados na natureza.
Tudo na natureza consiste em materiais estruturais e funcionais”, disse Zheng.
Por exemplo, as enguias elétricas têm ossos e músculos que lhes permitem mover-se.
Eles também possuem células especializadas que podem descarregar até 500 volts para deter predadores.
Estas observações biológicas inspiraram os investigadores a desenvolver novos métodos para fabricar estruturas 3D com aplicações multifuncionais, mas outros métodos emergentes têm limitações.-
Publicado em 08/07/2024 15h41
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