p Em vez de construir filamentos de plástico camada por camada, uma nova abordagem para impressão 3-D levanta formas complexas de um tanque de líquido em até 100 vezes mais rápido do que os processos de impressão 3-D convencionais, Pesquisadores da Universidade de Michigan mostraram. p A impressão 3D pode mudar o jogo para trabalhos de manufatura relativamente pequenos, produzindo menos de 10, 000 itens idênticos, porque significaria que os objetos poderiam ser feitos sem a necessidade de um molde custando mais de $ 10, 000. Mas a forma mais familiar de impressão 3-D, que é como construir objetos 3-D com uma série de linhas 1D, não foi capaz de preencher essa lacuna em prazos de produção típicos de uma ou duas semanas.

p "Usando abordagens convencionais, isso não é realmente possível, a menos que você tenha centenas de máquinas, "disse Timothy Scott, U-M professor associado de engenharia química que co-liderou o desenvolvimento da nova abordagem de impressão 3-D com Mark Burns, o T.C. Chang Professor de Engenharia da U-M.

p O método deles solidifica a resina líquida usando duas luzes para controlar onde a resina endurece - e onde ela permanece fluida. Isso permite que a equipe solidifique a resina em padrões mais sofisticados. Eles podem fazer um baixo-relevo 3-D em uma única foto, em vez de em uma série de linhas 1D ou seções transversais 2-D. Suas demonstrações de impressão incluem uma treliça, um barco de brinquedo e um bloco M.

p "É uma das primeiras impressoras 3D verdadeiras já fabricadas, "disse Burns, professor de engenharia química e engenharia biomédica.

p Mas a verdadeira abordagem 3-D não é um mero truque - era necessário superar as limitações dos esforços anteriores de impressão em cubas. Nomeadamente, a resina tende a se solidificar na janela por onde a luz brilha, interromper o trabalho de impressão assim que ele for iniciado.

p Ao criar uma região relativamente grande onde não ocorre solidificação, resinas mais espessas - potencialmente com aditivos em pó de reforço - podem ser usadas para produzir objetos mais duráveis. O método também melhora a integridade estrutural da impressão 3-D de filamento, pois esses objetos têm pontos fracos nas interfaces entre as camadas.

p "Você pode ficar muito mais difícil, muito mais materiais resistentes ao desgaste, "Scott disse.

p Uma solução anterior para o problema da solidificação na janela era uma janela que deixava o oxigênio passar. O oxigênio penetra na resina e interrompe a solidificação perto da janela, deixando uma película de fluido que permitirá que a superfície recém-impressa seja removida.

p Mas, como essa lacuna tem a espessura de um pedaço de fita transparente, a resina deve estar muito líquida para fluir rápido o suficiente para a pequena lacuna entre o objeto recém-solidificado e a janela conforme a peça é puxada para cima. Isso limitou a impressão do tanque a pequenas, produtos personalizados que serão tratados com relativa delicadeza, como dispositivos dentários e palmilhas de sapatos.

p Ao substituir o oxigênio por uma segunda luz para interromper a solidificação, a equipe de Michigan pode produzir uma lacuna muito maior entre o objeto e a janela - com milímetros de espessura - permitindo que a resina flua milhares de vezes mais rápido.

p A chave do sucesso é a química da resina. Em sistemas convencionais, há apenas uma reação. Um fotoativador endurece a resina onde quer que a luz brilhe. No sistema de Michigan, há também um fotoinibidor, que responde a um comprimento de onda de luz diferente.

p Em vez de apenas controlar a solidificação em um plano 2-D, como as técnicas atuais de impressão em cuba, a equipe de Michigan pode padronizar os dois tipos de luz para endurecer a resina em praticamente qualquer lugar 3-D próximo à janela de iluminação.

p U-M entrou com três pedidos de patente para proteger os vários aspectos inventivos da abordagem, e Scott está se preparando para lançar uma empresa iniciante.

p Um artigo descrevendo esta pesquisa será publicado em Avanços da Ciência , intitulado, "Rápido, manufatura aditiva contínua por padronização de inibição de polimerização volumétrica. "