p Nos últimos anos, A impressão 3D abriu novas possibilidades interessantes para a produção em grande escala de componentes eletrônicos, bem como uma variedade de outros objetos. Para este fim, equipes de pesquisa em todo o mundo têm tentado criar materiais e estruturas que podem facilmente mudar de forma, pois podem ser particularmente úteis para aplicações de impressão 3-D. p Embora muitos dos materiais programáveis ​​e que mudam de forma desenvolvidos até agora tenham se mostrado promissores para a impressão 3-D, muitas vezes não são mecanicamente robustos. Isso os torna ideais para imprimir objetos que são resistentes a muito peso ou tensão.

p Para superar essa limitação, pesquisadores do Georgia Institute of Technology, A Universidade de Pequim e o Instituto de Tecnologia de Pequim propuseram recentemente um novo sistema de material que se transforma em forma que também é mecanicamente robusto. Este novo material, criado por meio da volatilização de um componente volátil que não reagiu totalmente, foi apresentado em um artigo publicado em Materiais e interfaces aplicados ACS . Os principais autores deste artigo são Qiang Zhang e Xiao Kuang.

p "Em nossos trabalhos anteriores, usamos impressão digital light processing (gDLP) em escala de cinza para criar estruturas que mudam de forma e impressão a jato de tinta para realizar a impressão 4-D direta, "Jerry Qi, um dos pesquisadores que realizou o estudo, disse TechXplore. "Contudo, descobrimos que a impressão 4-D de rápida, estruturas de transformação de forma sob demanda e mecanicamente robustas continuaram a ser um desafio significativo. "

p Inspirando-se em suas descobertas de pesquisas anteriores, Qi e seus colegas desenvolveram um mecanismo de metamorfose de forma induzido por volatilização e o usaram para criar um novo sistema de material para impressão gDLP, contendo um componente reativo e volatilizante. Depois de ser usado para imprimir um determinado objeto, o material pode mudar rapidamente de forma, através da volatilização direta do monômero residual em temperaturas elevadas.

p "Ao controlar a distribuição de unidades de redução voxeladas habilitadas pela impressão gDLP, conseguimos obter mudanças de forma complexas e sob demanda, "Qi disse." Após a transformação da forma, introduzimos uma etapa de pós-cura para melhorar substancialmente as propriedades mecânicas das estruturas. "

p Para criar o novo material apresentado em seu artigo recente, os pesquisadores adicionaram um material altamente reativo e volatilizante a um tipo de tinta que é comumente usado em aplicações de impressão 3D. A tinta foi então solidificada usando luz ultravioleta. Interessantemente, a estrutura sólida resultante pode então ser transformada em uma variedade de novas configurações, simplesmente aquecendo-o.

p "As estruturas transformadas usando o método que desenvolvemos podem ser melhoradas mecanicamente por meio de processamento adicional usando luz ultravioleta, "Qi disse." Desenvolvemos um método versátil para acessar estruturas que mudam rapidamente de forma com propriedades mecânicas robustas a um baixo custo, que leva a impressão 4-D um passo adiante para aplicações práticas. "

p O material introduzido por Qi e seus colegas tem inúmeras vantagens sobre outros materiais que mudam de forma para impressão 3-D introduzidos no passado. Mais notavelmente, permite a criação de sistemas que podem mudar sua forma sob demanda, rapidamente e com alta precisão.

p Além disso, objetos ou componentes tecnológicos impressos com este novo material são mecanicamente robustos, o que significa que eles não são tão facilmente danificados por objetos pesados ​​ou outras forças externas. No futuro, o material e a técnica de impressão desenvolvida por Qi e seus colegas podem permitir a impressão 3-D e 4-D de vários itens diferentes, incluindo objetos artísticos, dispositivos inteligentes, eletrônica implantável, e dispositivos ópticos inteligentes.

p "Nossos planos para pesquisas futuras incluem a fabricação de estruturas que mudam de forma de tamanhos muito maiores e a integração da mudança de forma com várias outras funções, como eletrônicos e ópticos flexíveis, para fabricar dispositivos inteligentes, incluindo antena sintonizável em frequência, e RFID auto-dobrável, "Qi disse. p © 2020 Science X Network