Cientistas desenvolvem impressão em cerâmica 3D sem suporte

Sep 21, 2023

Universidade de Jiangnan, via SCMP

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Cientistas da Universidade de Jiangnan, na China, criaram uma nova técnica de impressão 3D para cerâmica, informou o South China Morning Post. A nova técnica permitirá que as cerâmicas sejam impressas ao ar sem nenhuma estrutura de suporte. Com este método pioneiro, as peças de cerâmica podem ser fabricadas a partir de diferentes ângulos para tornar possíveis formas antes impossíveis nas técnicas de impressão 3D.

As cerâmicas são comumente usadas nas áreas de eletrônica, engenharia mecânica e aeroespacial devido à sua integridade estrutural. Eles também são comuns porque são resistentes ao desgaste e, ao mesmo tempo, têm resistência a altas temperaturas. No entanto, devido à sua fragilidade e dureza, projetam e fabricam certas peças cerâmicas.

Na impressão 3D tradicional de cerâmica, muitas vezes são necessárias estruturas de suporte adicionais para evitar o colapso de peças sem suporte. Esse esqueleto extra não apenas afeta a eficiência da impressão, mas também levanta problemas relacionados à remoção desses suportes.

Para resolver esses problemas, o professor Liu Ren e sua equipe da Universidade de Jiangnan, na China, desenvolveram uma nova pasta de impressão e uma melhor técnica de cura que garante que o material se solidifique rapidamente. Diante disso, a impressão 3D para cerâmica se tornará mais eficiente, eliminando também a necessidade de estruturas de suporte.

fredfroesse/iStock

Com esta nova técnica, eles poderiam solidificar quase instantaneamente filamentos multi-escala com diâmetros variando de 0,41 mm a 3,5 mm. Eles foram capazes de construir diferentes estruturas de cerâmica, como cantilevers e molas de torção.

A nova pasta do professor Liu Ren é uma pasta de cerâmica fotossensível que se fortalece e solidifica rapidamente quando exposta à luz infravermelha próxima (NIR). "As curvas impressas podem ser estendidas livremente no espaço sem suporte. O processo de impressão é suave e contínuo, sem a necessidade de aquecimento ou resfriamento", disse Liu em um jornal revisado por pares Nature Communications publicado em 25 de abril.

Pela pesquisa, eles também conseguiram provar que a luz NIR é capaz de obter um efeito melhor do que a popular luz UV.

Além disso, o professor e sua equipe puderam imprimir cerâmicas mistas usando aditivos como ferro vermelho, cromo verde ou zircônia estabilizada com ítria. Estes ajudaram a unificar as temperaturas de sinterização de cerâmicas que possuem diferentes propriedades.