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Mecânica

Impressão 4D cria objeto que muda de formato depois de pronto

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/04/2019

Impressão 4D cria objeto que muda de formato depois de pronto
O material pode ser programado para assumir qualquer formato em resposta ao gatilho, retornando depois à sua forma original.
[Imagem: Chen Yang/Rutgers]

Objetos que mudam de forma

De tecnologia emergente, a impressão 3D rapidamente se transformou em um dos fundamentos da indústria 4.0, ou Quarta Revolução Industrial.

Mas você já está preparado para a impressão 4D?

A impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, transforma projetos digitais em objetos físicos, construindo-os camada por camada, embora versões mais modernas já estejam fabricando objetos inteiros de uma vez só.

A impressão 4D baseia-se na mesma tecnologia, mas com uma grande diferença: São utilizados materiais especiais e projetos mais sofisticados para imprimir objetos que mudam de forma em resposta a alterações nas condições do ambiente onde o objeto impresso ficará - como a temperatura ou a luminosidade.

O resultado são materiais inteligentes que podem mudar sua estrutura - passando de duros como madeira a macios como uma esponja - ou mudar de forma - como asas de avião que se alteram para garantir sustentação durante pousos e decolagens e menos arrasto durante o voo de cruzeiro.

"Acreditamos que essa interação sem precedentes entre ciência dos materiais, mecânica e impressão 3D criará um novo caminho para uma ampla gama de aplicativos interessantes que melhorarão a tecnologia, a saúde, a segurança e a qualidade de vida," disse o professor Howon Lee, da Universidade Rutgers.

Materiais morfológicos

A equipe de Lee demonstrou o potencial da impressão 4D otimizando outra área já plena de novidades tecnológicas: Os metamateriais, materiais artificiais projetados para apresentarem propriedades não encontradas na natureza.

Apesar das demonstrações impressionantes, a forma e as propriedades dos metamateriais fabricados até agora eram irreversíveis - uma vez fabricado, estava selado o destino do metamaterial, que só funciona de uma determinada forma.

Com a tecnologia morfológica, Lee e seus alunos demonstraram como ajustar os metamateriais depois de prontos, usando gatilhos simples, como o calor.

Em uma das demonstrações, a rigidez do material pode ser ajustada mais de 100 vezes variando a temperatura entre a temperatura ambiente (22º C) e um calor moderado de 90º C. O material pode ser reformulado para uma ampla variedade de aplicações - como a absorção de choques - e depois retorna ao seu formato e propriedades originais quando volta a esfriar.

A ideia da equipe é prover esses materiais morfológicos com sistemas de aquecimento para que eles possam formar asas de aviões ou drones que possam mudar de formato para melhorar o desempenho.

Outra aplicação vislumbrada são estruturas leves e retráteis, que poderão ser encolhidas durante o lançamento e reformadas no espaço para formar uma estrutura maior, como um painel solar.

Bibliografia:

Artigo: 4D Printing Reconfigurable, Deployable and Mechanically Tunable Metamaterials
Autores: Chen Yang, Manish Boorugu, Andrew Dopp, Jie Ren, Raymond Martin, Daehoon Han, Wonjoon Choi, Howon Lee
Revista: Materials Horizons
DOI: 10.1039/C9MH00302A






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