Pesquisadores em MIT e Universidade de Tecnologia de Delft desenvolveram um método de impressão 3D que utiliza materiais sensíveis ao calor para imprimir objetos multicoloridos e multitexturizados em uma única etapa.
O método, que surgiu de um projeto que explora o potencial de impressão de materials único em múltiplas propriedades, é chamado de engomar com velocidade modulada. Utiliza dois bocais de impressão, onde um filamento responsivo ao calor é impresso usando um bocal, seguido por um segundo bocal vazio, que passa sobre o materials para ativar mudanças de cor, tonalidade ou rugosidade, usando calor.
“Hoje, temos impressoras de mesa que usam uma combinação inteligente de algumas tintas para gerar uma variedade de tonalidades e texturas. Queremos ser capazes de fazer a mesma coisa com uma impressora 3D – usar um conjunto limitado de materiais para criar um conjunto muito mais diversificado de características para objetos impressos em 3D”, diz Mustafa Doğa Doğan PhD ’24, co-autor de um artigo sobre engomar com velocidade modulada.
Os pesquisadores são capazes de controlar a velocidade do segundo bico para aquecer o filamento a temperaturas específicas e desenvolveram um modelo que prevê a quantidade de calor que o segundo bico transferirá com base em sua velocidade – a temperatura do segundo bico permanece constante. . Diz-se que o método não requer nenhuma modificação de {hardware}.
“À medida que modulamos a velocidade, isso permite que a camada impressa que estamos passando atinja diferentes temperaturas. É semelhante ao que acontece se você passar o dedo sobre uma chama. Se você movê-lo rapidamente, poderá não se queimar, mas se arrastá-lo lentamente pela chama, seu dedo atingirá uma temperatura mais alta”, diz AlAlawi.
A equipe do MIT colaborou com pesquisadores da TU Delft para desenvolver o modelo teórico que prevê a rapidez com que o segundo bico deve se mover para aquecer o materials a uma temperatura específica. O modelo também foi usado para criar uma interface de usuário que gera automaticamente instruções de impressão para especificações de cor, tonalidade e textura.
O método foi até agora testado usando três filamentos sensíveis ao calor, incluindo um polímero espumante com partículas que se expandem à medida que são aquecidos, e filamentos cheios de fibra de madeira e cortiça. A equipe testou o polímero espumante imprimindo garrafas de água parcialmente translúcidas, passando a ferro em baixas velocidades para criar regiões opacas e em velocidades mais altas para criar regiões translúcidas. O plano é continuar testando outros materiais termicamente responsivos, como os plásticos.
O projeto é uma colaboração entre os grupos de pesquisa de Zjenja Doubrovski, professora assistente da TU Delft, e Stefanie Mueller, professora de desenvolvimento de carreira da TIBCO no Departamento de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação (EECS) do MIT e membro do MIT Laptop Science. e Laboratório de Inteligência Synthetic (CSAIL). Doğan trabalhou em estreita colaboração com o autor principal Mehmet Ozdemir da TU Delft; Marwa AlAlawi, estudante de graduação em engenharia mecânica no MIT; e José Martinez Castro da TU Delft.