Pesquisadores americanos desenvolveram uma impressora 3D capaz de criar um objeto de uma só vez, em vez de montá-lo camada por camada, solidificando resina líquida usando luz projetada.

A nova máquina foi apelidada de “O Replicador”, em homenagem ao objeto da saga Star Trek que pode materializar virtualmente qualquer objeto inanimado.

“Este é um avanço empolgante para prototipar rapidamente peças relativamente pequenas e transparentes”, disse Joseph DeSimone, químico da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill (EUA).

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Como funciona

Segundo Hayden Taylor, engenheiro elétrico da Universidade da Califórnia em Berkeley (EUA), o dispositivo funciona como uma tomografia computadorizada ao contrário.

Em máquinas de tomografia, um tubo de raios-X gira em torno do paciente, tirando várias imagens 2D do interior de seu corpo. Em seguida, um computador usa as projeções para reconstruir uma imagem 3D.

A equipe percebeu que o processo poderia ser revertido: dado um modelo computacional de um objeto 3D, podiam calcular o aspecto de muitos ângulos diferentes e, em seguida, inserir as imagens 2D resultantes em um projetor, para lançá-las em um recipiente cilíndrico preenchido com acrilato, um tipo de resina sintética.

À medida que o projetor percorre as imagens, que cobrem todos os 360 graus, o recipiente gira em um ângulo correspondente. “À medida que gira, a quantidade de luz recebida por qualquer ponto pode ser controlada independentemente. Quando a quantidade total excede um determinado valor, o líquido fica sólido”, explica Taylor. O líquido restante é então removido, deixando para trás o objeto 3D sólido.

Aplicações

A solidificação ocorre porque uma substância química na resina absorve fótons e, uma vez que atinge certo limite, o acrilato sofre polimerização – as moléculas de resina se unem em cadeias para formar um plástico sólido.

O processo de exposição leva cerca de dois minutos para criar um objeto de poucos centímetros de diâmetro. Em um teste, a equipe da pesquisa recriou uma versão da escultura de Auguste Rodin, “O Pensador”, com alguns centímetros de altura.

Taylor esclarece que o processo é mais flexível do que a impressão 3D convencional. Por exemplo, pode criar objetos em torno de ou em junção a outros existentes. As estruturas resultantes também possuem superfícies mais lisas do que as que podem ser obtidas com impressoras 3D típicas, o que poderia ser útil para a fabricação de componentes ópticos.

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Em especial, os cientistas sugerem que o método poderia ser usado para imprimir componentes médicos.

Um artigo sobre o estudo foi publicado na revista científica Science. [ScientificAmerican]