O Instituto Fraunhofer de Microestrutura de Materiais e Sistemas (IMWS) em Halle an der Saale, Alemanha, introduziu uma tecnologia de funcionalização de superfície que regula diretamente o desempenho de componentes plásticos através de estruturas micrométricas e nanométricas, evitando o uso de aditivos ou revestimentos, melhorando assim a eficiência da reciclagem e reduzindo custos. Esta tecnologia de funcionalização de superfície pode ser amplamente aplicada em setores como automotivo, médico e embalagens, atendendo a necessidades personalizadas como adesão específica, molhabilidade ou propriedades ópticas.
Como núcleo da tecnologia de funcionalização de superfície, o IMWS desenvolveu uma ferramenta de simulação multiescala chamada "3-ScaleSim", baseada no software sem malha (Meshfree) do Instituto Fraunhofer ITWM, realizando pela primeira vez a simulação completa do processo de moldagem por injeção. Esta ferramenta conecta o design nas escalas macro, micro e nano, integrando dados de materiais e parâmetros de processo, como pressão e temperatura, através de um gêmeo digital. Um banco de dados nano-micro-macro e validação experimental garantem a otimização do modelo, substituindo estudos de viabilidade por testes virtuais, avaliando estruturas micrométricas e nanométricas em estágios iniciais, prevendo com precisão as propriedades da superfície e reduzindo o tempo de desenvolvimento. O software Meshfree foi expandido para o domínio micro/nano e recebeu o Prêmio Joseph von Fraunhofer de 2024.
Esta tecnologia de funcionalização de superfície é particularmente benéfica para pequenas e médias empresas. Processadores de plástico podem utilizar um demonstrador de processo completo para testar digitalmente o design da ferramenta, polímeros e variantes de processo antes do investimento, reduzindo custos e riscos. Os pesquisadores observam que isso acelera o ciclo de desenvolvimento e a velocidade de tomada de decisão, enfrentando os desafios do setor de plásticos em economia de recursos, reciclagem e necessidades funcionais.
