Desenvolvida nova técnica de imprimir metais em 3D

O futuro traz-nos a impressão 3D para dentro de casa e o mundo torna-se estranho. Para quê comprar coisas se as podemos "fabricar" em casa?

Pense que será assim. Hoje vemos as impressoras de impressão 3D cada vez mais acessíveis e versáteis, ao ponto de haver já uma técnica, mais simples, para imprimir objectos metálicos tridimensionais. Já viu as possibilidades desta impressora 3D?

Antes de explicarmos o que está por trás desta nova técnica, pense o que será ter em casa uma impressora que imprime o que precisa. Uma ferramenta, uma peça que partiu do berço do bebé ou até o puxador da porta do frigorífico... simples, basta ir à Internet, descarregar o molde e mandar imprimir. Será algo assim mas a uma escala deliciosamente assustadora.

Impressão 3D recorre a ferrugem e limalhas

Uma equipa de engenheiros da Northwestern University, Chicago, criou uma nova forma de imprimir objectos metálicos tridimensionais através de ferrugem e limalhas.

Enquanto os métodos actuais dependem de uma vasta cama de metal em pó e lasers ou feixes de electrões caros, a nova técnica de Northwestern utiliza tintas líquidas e fornos comuns, resultando num processo uniforme, mais rápido e mais barato. Neste projecto, a equipa de engenheiros responsável demonstrou que este método funciona para uma vasta variedade de metais, misturas de metais, ligas, óxidos de metal e compostos.

Isto é emocionante porque a maioria dos métodos de fabrico avançado que estão a ser utilizados para a impressão metálica são limitados, na medida de que metais e ligas que podem ser impressos e que tipos de arquitecturas podem ser criadas.

Estas palavras, de um dos responsáveis pelo projecto, Ramille Shah, professor assistente de ciência dos materiais e engenharia no McCormick da Northwestern, subscreve o que a impressão 3D enquanto disponível às massas pode proporcionar: um novo mundo de oportunidades.

Este método expande enormemente as arquitecturas e metais que são possíveis de imprimir, o que realmente abre a porta para uma série de diferentes aplicações. A lista começa a formar-se e vai do mais complexo ao mais banal do dia-a-dia.

Como funciona o método actual de impressão metálica 3D

Actualmente, os métodos convencionais para a impressão de estruturas 3D são caros e demorados. O processo gasta imensa energia pois é baseado em ferramentas como um laser focado ou feixe de electrões, que se movem através de um leito de pó metálico, que define a arquitectura de um objecto numa única camada através da fusão de partículas de pó em conjunto. O novo pé é colocado no topo da camada anterior e estes passos são repetidos para criar um objecto de 3D.

Todo o pó restante é removido. Esta técnica limita determinadas estruturas, tais como aquelas que são ocas e fechadas no acto da criação. Este método também é significativamente limitado aos tipos de metais e ligas compatíveis que podem ser utilizados.

Como funciona o novo método de impressão metálica 3D

O novo método da engenharia de Northwestern ultrapassa completamente a camada de pó e a abordagem dos feixes de energia, bem como deixa de ser necessário haver várias etapas de fusão das camadas. Através da criação de uma tinta líquida de metal ou pós metálicos mistos, solventes e um elastómero aglutinante, os responsáveis foram capazes de imprimir rapidamente estruturas em pó densamente empacotadas usando um processo simples de seringa-extrusão, na qual a tinta é distribuída através de um bocal, à temperatura ambiente.

Apesar de começar com uma tinta líquida, o material extrudido instantaneamente solidifica e funde-se com material que já tinha sido anteriormente extrudido, permitindo que objectos grandes possam ser criados e tratados rapidamente. A seguir a equipa funde os pós através do aquecimento das estruturas num forno simples. Esse processo foi chamado de sinterização, onde os pós "se fundem sem fusão".

Implantes médicos, peças mecânicas e peças para foguetões

A pesquisa é descrita num artigo publicado no mês passado na revista Advanced Functional Materials. A equipa imagina que muitas disciplinas poderiam beneficiar de metais personalizados, impressos rapidamente. O novo método pode ser usado para impressão de baterias, células de combustível de óxido sólido, implantes médicos e peças mecânicas para estruturas maiores, tais como os foguetões e aviões.

Também poderia ser usado para o fabrico no local de todos esses componentes, que ignora a cadeia de fornecimento, por vezes lento.

Advanced Functional Materials