Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD) desenvolveu uma nova abordagem para adotar a tecnologia Freeform Liquid 3D Printing (FL-3DP) para imprimir em 3D componentes mais robustos e geometricamente complexos para robótica leve.
O FL-3DP é uma tecnologia emergente com alto potencial que possibilita a impressão 3D de componentes funcionais multimateriais. Ele usa gel como meio de suspensão temporária no qual as tintas são extrudadas e mantidas no lugar. Uma vez que as tintas estejam solidificadas, o gel pode ser facilmente lavado.

Essa abordagem supera duas grandes limitações enfrentadas nas tecnologias de impressão 3D existentes. Em primeiro lugar, permite a impressão 3D de materiais que levam muito tempo para solidificar quando extrudados. Em segundo lugar, devido à sua capacidade de reter tintas e mantê-las no estado líquido, geometrias avançadas, como formas de estruturas suspensas com altas proporções ou combinações finas de vários materiais, agora se tornaram uma opção viável.

No entanto, descobriu-se que o FL-3DP inicial tinha recursos limitados ao fabricar componentes avançados, pois apenas estruturas monomateriais ou formas simples, como malhas e conchas, podiam ser demonstradas. A ausência de demonstradores mais complexos, apesar das promessas dessa tecnologia, pode ser explicada em parte pelas dificuldades no controle das interfaces entre as tintas e os suportes, desafiando assim a resolução da impressão.

Através de um estudo aprofundado das propriedades reológicas e estabilidades interfaciais entre tintas e géis de suporte, os pesquisadores da SUTD conseguiram prever melhor a forma do filamento, o que levou a uma melhor resolução e fidelidade de impressão.

Este resultado permitiu a plena exploração da tecnologia FL-3DP através da fabricação de componentes complexos à base de elastômeros combinando vários materiais e o aprimoramento da gama em estampas geométricas complexas. O artigo "Freeform Liquid 3D Printing of Soft Functional Components for Soft Robotics", que resume essas principais descobertas, foi publicado em ACS Applied Materials &Interfaces .

Para demonstrar as vantagens do FL-3DP em relação às abordagens tradicionais de fabricação, incluindo fundição e moldagem, os pesquisadores projetaram e fabricaram componentes pneumáticos avançados para aplicações de robótica macia usadas especificamente em garras macias. Ao combinar elastômeros rígidos, macios e funcionais, eles foram capazes de controlar com precisão a deformação da forma dos componentes, ajustar suas funcionalidades ajustando o atrito das superfícies de garras macias ou fornecendo recursos de detecção e aumentar a vida útil dos componentes em até dez vezes em comparação com suas contrapartes tradicionais do elenco.

Esses resultados fazem parte de um esforço global para marcar uma nova era para a impressão 3D baseada em extrusão usando meios de suspensão adequados. Essa abordagem aprimorada também oferece um espaço de design mais amplo para designers e engenheiros e pode beneficiar muitas aplicações, como a robótica leve, onde são necessárias combinações complexas e robustas de uma ampla variedade de materiais e funcionalidades.

A equipe agora está trabalhando para ampliar a gama de materiais processáveis ​​desenvolvendo novos meios de suspensão que são quimicamente compatíveis com mais tintas.

“O FL-3DP e outros novos processos de manufatura aditiva baseados em extrusão estão nos aproximando cada vez mais do objetivo final da co-fabricação direta de sistemas funcionais complexos, como robôs e outros produtos e dispositivos funcionais complexos”, disse o investigador principal Assistant Professor Pablo Valdivia y Alvarado da SUTD. + Explorar mais

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