Nos processos industriais espera-se que as peças produzidas, tanto por manufatura aditiva quanto por métodos subtrativos, sejam menores do que o maquinário que as produziu. Isso se deve à limitação da área de trabalho, como acontece com as impressoras 3D, por exemplo. Por esse motivo, peças grandes tendem a ser unidas por sistemas mecânicos, de soldagem ou adesivos.

 

Porém, um grupo do departamento de nanoengenharia da UC San Diego publicou um artigo na ACS (American Chemical Society) intitulado “A highly expandable foam for lithographic 3d printing”, o qual descreve o desenvolvimento de uma resina de pré-polímero expansível para o processo de estereolitografia (SLA) que é ativada por calor após o processo de impressão. A resina é utilizada normalmente para a impressão da peça e, após sua cura por UV, recebe um aporte de calor que permite sua expansão tridimensional em até 40 vezes, se comparada ao seu volume original. É possível visualizar a expansão no vídeo a seguir:

 

Expandable Foam Supersizes 3D-Printed Objects - Headline Science (American Chemical Society, 2020)

 

 

No início do estudo, a equipe buscou um monômero que pudesse ser curado por UV rapidamente e que apresentasse boas propriedades mecânicas. Optou então pelo metacrilato de 2-hidroxietil (chamado por HEMA) e decidiu encontrar a concentração ideal de fotoiniciador e de um agente de expansão apropriado. Após diversos testes, os pesquisadores tiveram sucesso com um agente não tradicional, normalmente usado em polímeros semelhantes ao poliestireno (PS). A mistura desses componentes foi utilizada para formular a resina fotopolimérica final.

 

Os modelos impressos com a nova resina foram submetidos a aquecimento controlado a 200 °C por até dez minutos. Segundo o resumo do estudo, publicado pela ACS, o calor decompõe o agente de expansão, o que desencadeia a “espumação” da resina, expandindo o tamanho dos modelos. A variação dimensional entre pré e pós-expansão foi de até 4.000%.

 

De acordo como os autores, essa tecnologia poderia ser empregada em aplicações que demandam geometrias complexas compostas por espumas porosas como na arquitetura, na engenharia aeroespacial, no setor de energia e biomedicina.

(Foto: American Chemical Society )

 

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