Julius Adeyera, engenheiro de produção e pesquisador da Georgia Southern College, está convertendo óleos vegetais em resinas de base biológica para impressão 3Dna tentativa de enfrentar os desafios da sustentabilidade. Adeyera descobriu uma maneira de produzir materiais tão eficazes quanto os materiais convencionais à base de petróleo, sem causar danos ambientais.
As resinas inovadoras são feitas de óleos vegetais como soja, óleo de linhaça e óleo de tungue, que são compatíveis com impressoras 3D comerciais que trabalham em comprimento de onda de 405 nm. Este é um grande desenvolvimento na evolução de materiais de base biológica que podem cumprir as funções mecânicas e de durabilidade necessárias em aplicações industriais. “Não se trata apenas de criar materiais mais ecológicos, trata-se de projetar uma solução sustentável que seja tão boa ou até melhor que as resinas tradicionais”, disse Adeyera.
Na indústria médica e na indústria automobilística, essas resinas de base biológica podem ser usadas em vez de resinas à base de petróleo, onde são necessárias altas propriedades térmicas e mecânicas. O que torna esses materiais tão especiais é a capacidade de formar matrizes poliméricas densamente reticuladas – uma característica que proporciona rigidez excepcional, encolhimento reduzido e resistência ao calor.
No centro da investigação está a conversão química de óleos vegetais em acrilatos que podem então ser polimerizado com luz UV. Após a exposição à luz UV, essas moléculas assumem determinados formatos com as propriedades necessárias para determinados usos.
Entre as principais realizações de Julius Adeyera está seu trabalho em coautoria na adaptação do óleo de tungue para impressão 3D a jato de aglutinante. Através da alteração química das capacidades de cura e ligação do óleo de tungue, ele e um grupo de pesquisadores criaram um materials que pode substituir os ligantes sintéticos. Este projeto também mostra como é possível aplicar óleos vegetais em diversas técnicas de AM, e como eles podem substituir materiais à base de petróleo. A pesquisa é financiada por a Fundação Nacional de Ciência (NSF).
Com a evidência de como os óleos vegetais podem ser processados a partir de recursos renováveis para produzir materiais de engenharia, é fácil ver um roteiro sobre como a indústria transformadora pode ser mais sustentável, mantendo a qualidade. As indústrias – fora da impressão 3D – que exigem materiais duráveis e altamente eficazes também podem inspirar-se na investigação ao avaliar as suas cadeias de abastecimento.
“Muitos acreditavam que os materiais de base biológica não poderiam atender aos padrões da fabricação moderna”, disse Adeyera. “Provamos que isso não é mais verdade e, com vários projetos relacionados pendentes de publicação, nossas contribuições para a ciência dos materiais estão definidas para redefinir as possibilidades das inovações de base biológica.”