Pesquisadores de Tóquio demonstram autossuficiência

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Um grupo do Departamento de Engenharia Elétrica e Sistemas de Informação da Universidade de Tóquio publicou recentemente um artigo sobre seu método para imprimir estruturas de origami autodobráveis ​​em alta resolução em 4D. Seu método combina impressão 4D, origami e química para criar objetos com resoluções 1.200 vezes maiores do que as impressões 4D de modelagem por deposição fundida (FDM). Este processo tem potencial para ser utilizado em inúmeras aplicações, podendo até ser uma forma de despachar sua camiseta Zara no futuro.

A impressão 4D já existe há 10 anos e é o processo de impressão 3D de um material que pode se mover quando um estímulo como calor, luz ou eletricidade é aplicado após a impressão. A tecnologia está sendo ativamente explorada para uso na construção, militar e exploração espacial, e pode ser uma virada de jogo para a impressão 3D. No entanto, como todas as tecnologias, a impressão 4D também tem as suas limitações, sendo uma delas a autodobragem sem ajuda.

O grupo da Universidade de Tóquio, liderado pelo professor assistente Koya Narumi, procurou enfrentar esse problema de frente e explorar maneiras de aproveitar os mosaicos para acelerar o processo de autodobramento. A ideia do grupo era imprimir padrões bidimensionais sobre uma folha termoencolhível usando impressoras e tintas UV disponíveis comercialmente. Após a impressão, o filme termorretrátil era aquecido com água e a folha se transformava espontaneamente no formato desejado. Com base nos mosaicos padronizados, as tensões e deformações podem ser previstas por meio de simulações e projetadas de forma a obter o contorno na forma desejada.

Imagem do processo de autodobragem com buquê impresso em 4D. (Imagem cortesia de ACM Transactions on Graphics)

O grupo diz que seu maior desafio foi encontrar o hardware e as tintas certas para usar nesse processo. Por tentativa e erro, eles finalmente chegaram à Mimaki UJF-6042 MKII como impressora UV, Mimaki LUS150 (CMYK + Branco), LH-100 (transparente) e PR-200 (primer) como tintas curáveis ​​por UV, e Hakko Shrink Filme 841-02 e Vilene Iron Shrink Sheet OR-30N como filmes termorretráteis. Com essas seleções, o grupo melhorou a resolução 1.200 vezes maior que a de uma impressão 4D FDM padrão e executou o processo de mudança de forma mais rápido e com menos envolvimento humano do que pesquisas anteriores haviam mostrado.

A equipe de Narumi também apresentou as aplicações potenciais de uso final de sua tecnologia com 5 demonstrações diferentes: um chapéu, uma jaqueta, um buquê de flores, um navio em uma garrafa e um envelope. No futuro, diz a equipe, eles adorariam explorar outros materiais funcionais, como tintas condutoras ou magnéticas, e tentar obter superfícies mais lisas usando esta técnica.

No geral, este é um ótimo complemento para a comunidade de impressão 4D. A equipe de Narumi conseguiu encontrar uma solução para um problema que tem prevalecido na área e pode ser usado em muitos setores, como moda, exploração espacial e médico. Posso definitivamente ver isto juntando-se a outros esforços na impressão 4D, e com o interesse que a impressão 4D tem visto ao longo da última década, temos a certeza de que a investigação continuará a florescer nesta área.

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