Universidades como a Johns Hopkins nos EUA Impulsionam Tecnologia de Manufatura Aditiva: Simulação de Impressão em Alto-Mar, Superespuma, Suportes Ósseos e Melhorias em Cerâmica

De acordo com pt.wedoany.com-A pesquisa global em manufatura aditiva continua a fazer progressos, com vários avanços recentes envolvendo simulação de ambientes marinhos, novos materiais de espuma, suportes biomédicos e aprimoramento do desempenho de cerâmicas. Esses avanços, impulsionados por instituições de pesquisa nos Estados Unidos, Suíça e China, demonstram o potencial diversificado de aplicação da tecnologia de manufatura aditiva.

Nos Estados Unidos, o Laboratório de Física Aplicada (APL) da Johns Hopkins, em parceria com a GKN Aerospace, está simulando o impacto do movimento de navios no processo de manufatura aditiva, visando aumentar a confiabilidade da impressão 3D a bordo de navios da Marinha. Financiado pelo Escritório de Tecnologia do Comando de Sistemas Marítimos da Marinha, o projeto testa a qualidade da impressão sob diferentes condições do mar, quantificando o efeito das condições dinâmicas na integridade das peças. James Borghardt, Gerente de Projeto de Logística Expedicionária Marítima do APL, afirmou: "A manufatura aditiva em alto mar pode mudar fundamentalmente a forma como a Marinha mantém e sustenta sua frota." David Bond, Diretor de Engenharia e Tecnologia da GKN Aerospace, acrescentou: "Essa integração é crucial para desenvolver soluções capazes de imprimir amostras representativas de alta qualidade sob as condições de movimento esperadas no ambiente de um navio."

A Texas A&M University e o DEVCOM Army Research Laboratory desenvolveram uma nova "superespuma" que combina espuma tradicional com suportes elásticos impressos em 3D, capaz de absorver dez vezes mais energia do que os revestimentos convencionais. A tecnologia, chamada de Manufatura Aditiva Intra-Espuma (IFAM), tem aplicações potenciais em capacetes militares, equipamentos esportivos e componentes de veículos. Mohammad Naraghi, Diretor do Laboratório de Materiais Nanoestruturados, explicou: "Transformamos uma espuma simples em um compósito superespuma de alto desempenho e ajustável."

Na Suíça, pesquisadores da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) utilizaram um processo de mineralização enzimática à temperatura ambiente para criar suportes para crescimento ósseo a partir de hidroxiapatita impressa em 3D. Os suportes podem suportar peso em apenas sete dias e, após quatro dias de mineralização, suportam o peso médio de um adulto. Esther Amstad, chefe do laboratório, disse: "Esperamos que a combinação de propriedades mecânicas, bioatividade e processamento energeticamente eficiente de nossa tecnologia abra novos caminhos para a engenharia de tecidos ósseos." Experimentos mostraram que os suportes suportam o crescimento celular, indicando seu potencial na engenharia de tecidos.

Na China, engenheiros da Dalian University of Technology reduziram significativamente a porosidade na manufatura aditiva de cerâmicas, integrando um campo de micro-ondas à fusão a laser em leito de pó. O campo de micro-ondas reduziu o volume total de vazios em 85,5%, a porosidade para 0,11% e aumentou a resistência à flexão do material. A pesquisa da equipe do professor Niu Fangyong mostrou que o aquecimento por micro-ondas prolonga o tempo de fusão da cerâmica líquida, promovendo a fuga de bolhas de ar e melhorando a estrutura cristalina. Atualmente, a equipe está focada em escalonar a tecnologia para impulsionar a aplicação de cerâmicas de alto desempenho na manufatura aditiva industrial.

Esses avanços na pesquisa em manufatura aditiva abrangem várias áreas, incluindo engenharia marítima, materiais de proteção, biomedicina e cerâmicas avançadas, refletindo a inovação contínua e a colaboração interdisciplinar da tecnologia. Os resultados relacionados foram publicados em periódicos como Composite Structures, Advanced Functional Materials e International Journal of Extreme Manufacturing.