Novos avanços em manufatura aditiva em universidades dos EUA, Alemanha e Índia: sensor de ressonância magnética impresso em 3D custa US$ 30

De acordo com pt.wedoany.com-O Instituto de Engenharia Molecular e Materiais Avançados (IMSEAM) da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, desenvolveu um material de reciclagem em circuito fechado utilizável em processos de processamento digital de luz (DLP) e estereolitografia (SLA), permitindo que resinas de impressão 3D baseadas em luz se decomponham em blocos moleculares em poucos segundos à temperatura ambiente sob ação de um catalisador químico especial, podendo ser reutilizadas. Em comparação com outros processos de polímeros, como a modelagem por fusão e deposição (FFF), a impressão 3D baseada em luz apresenta vantagens em resolução e, em alguns casos, velocidade, mas suas resinas são questionadas quanto à sustentabilidade devido à dificuldade de reciclagem. O polímero metaestável desenvolvido pela universidade possui pontos de ruptura pré-determinados; sob ação do catalisador químico especial, as cadeias longas se desintegram completamente em poucos segundos à temperatura ambiente. O estudante de doutorado Johannes Markhart explicou em comunicado à imprensa que esse processo é semelhante a um efeito dominó. Nos experimentos, a equipe usou o material para fabricar estruturas complexas em escala micrométrica e, em seguida, decompô-las novamente em resina polimérica; análises espectroscópicas confirmaram que os produtos recuperados eram quimicamente idênticos ao material inicial em nível molecular. A professora Eva Blasco, líder do projeto, afirmou que estabilidade e reciclabilidade não são mutuamente exclusivas. O estudo foi publicado na revista Advanced Materials.

Outro avanço em impressão 3D sustentável vem de pesquisadores do Instituto Indiano de Engenharia e Tecnologia Rural (IERT) e do Instituto Nacional de Tecnologia Motilal Nehru de Allahabad (MNNIT). Eles desenvolveram um sistema de extrusão de filamento que converte PET descartado de garrafas plásticas em filamento adequado para FFF. A equipe classificou, lavou, secou e triturou garrafas descartadas para processá-las em filamento e, no mesmo sistema, extrudou amostras com grânulos de PLA para testes comparativos. Os resultados mostraram que a resistência à tração do PLA é cerca de 11% maior que a do PET (44±3,6 MPa contra 39±3,2 MPa). Embora o PET reciclado fique abaixo do desempenho típico do PET virgem, a equipe considera que ele ainda tem valor em aplicações como utensílios domésticos e produtos de moda. O estudo também destacou que os desafios na reciclagem de PET em filamento residem principalmente no gerenciamento de umidade e na consistência dimensional. A equipe reconheceu que ainda são necessárias otimizações adicionais e caracterização de materiais antes que o filamento de PET reciclado possa substituir completamente os filamentos padrão, mas acredita ter demonstrado uma base prática para a preparação de matérias-primas poliméricas recicladas na manufatura aditiva. O estudo foi publicado na revista Advanced Manufacturing.

Dispositivos médicos prontos para uso projetados para adultos nem sempre funcionam bem quando usados em bebês ou crianças, o que levou pesquisadores da Universidade do Sul da Califórnia (USC) a desenvolver um sensor de ressonância magnética flexível que pode ser personalizado para cada paciente. Cada sensor pode ser impresso em 3D em menos de 10 minutos, custando cerca de US$ 30; nos testes, seu contraste de imagem foi quatro vezes melhor que o de sensores prontos para uso. Yasser Khan, professor assistente dos departamentos de Engenharia Elétrica e de Computação e Engenharia Biomédica da universidade, afirmou que, ao tornar a produção de dispositivos personalizados de ressonância magnética mais rápida e econômica, espera-se proporcionar melhor imagem a pacientes tradicionalmente menos contemplados, especialmente bebês e crianças, trazendo à ressonância magnética um nível de precisão e personalização atualmente inexistente. No processo, tinta de prata condutora é impressa em 3D sobre um elastômero termoplástico que se adapta ao corpo do paciente, e o sensor resultante (também chamado de bobina) é então conectado ao sistema de ressonância magnética. O sensor foi projetado e fabricado no laboratório de Khan e testado no Centro de Ciência de Imagem Dinâmica (DISC), equipado com um sistema exclusivo de ressonância magnética. O estudo foi publicado na revista Nature Communications.

Engenheiros da Universidade de Utah, nos Estados Unidos, demonstraram um método de impressão 3D que evita a construção camada por camada, usando máscaras ópticas em nanoescala para difratar o laser em padrões holográficos, curando o material de uma só vez. A equipe usou a técnica para imprimir conjuntos de microtúbulos, com diâmetros individuais tão pequenos quanto 6 micrômetros e proporções de aspecto de até 120:1; as peças impressas podem ter vazios ao longo do comprimento e da largura, mas a criação de vazios ao longo da altura ainda requer melhorias adicionais. Para isso, os pesquisadores aproveitaram as diferentes escalas de tempo entre a exposição à luz e o processo de cura, projetando as máscaras ópticas por meio de engenharia computacional para que as regiões planejadas como ocas permanecessem suficientemente escuras, evitando assim a reticulação molecular. As formas resultantes, como cilindros ocos e cubos, podem servir como prova de conceito para peças impressas em tamanhos maiores, com a impressão concluída em poucos segundos. O estudo foi publicado na revista Science Advances.