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Impressão 4D: materiais programáveis podem revolucionar o mundo

Você já pensou em usar roupas que mudam de acordo com o clima ou a atividade praticada pelo usuário? Produzir stents adaptáveis possibilitando cirurgias menos invasivas? Acredite, essa é uma realidade que está bem próxima de acontecer, com a evolução da impressão para a tecnologia 4D. Se você quer antecipar o futuro e saber como a impressão 4D revolucionará o mundo, continue lendo nosso conteúdo.

Já se passaram mais de 30 anos desde a invenção da impressora 3D. Neste período, houve um grande avanço desta tecnologia indo, desde gigantescas e caras máquinas para impressoras caseiras de mesa, para impressoras de metal, deixando de imprimir objetos simples e passando a confeccionar peças complexas (alimentos, remédios e órgãos).

Mas, quando o assunto é tecnologia, o tempo não para e chegou a hora de avançar e acrescentar um “D” a mais. Apesar da impressão 4D não ter sido descoberta recentemente, pesquisadores e cientistas já estão, a um tempo, trabalhando no desenvolvimento dessa tecnologia.

De acordo com o Analista de Sistemas do Instituto Atlântico, Paulo Abner Mesquita, ainda é cedo para dizer se é apenas a evolução de um passo do processo de impressão 3D, mas se, durante os 30 anos passados a manufatura aditiva foi uma sacudida no mundo das inovações tecnológicas, com a impressão 4D vai ser maior. “A ideia é que, em um futuro próximo, a impressão 4D permita, por exemplo, que uma prótese ou roupa se adapte às modificações no corpo humano, reduzindo a necessidade de substituição.”, explica Abner.

Encabeçando essas pesquisas estão: Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), Autodesk e Stratasys.

O que é impressão 4D?

Tentando fazer um comparativo para que você entenda melhor o que é a impressão 4D, Abner traz como exemplo o filme “Transformers”, em que os robôs se transformam em diferentes veículos (carros, ônibus, caminhões, aviões). “Pois bem, é exatamente isso que acontece na impressão 4D, a transformação da estrutura geométrica de um objeto vindo de uma impressão 3D em outra geometria. Essa mudança estrutural acontece devido a reação que ocorre entre o material usado na impressão do objeto e um reagente, como: água, luz, temperatura ou qualquer estímulo vindo do ambiente.”, esclarece o Analista de Sistemas.

Esse conceito tem gerado muitas pesquisas que combinam design de objetos self-assembly (automontagem) e os chamados smart-materials, que são os materiais com as características de mudar sua estrutura de acordo com o ambiente que estão imersos. Essa nova tecnologia poderá causar um grande impacto em vários setores, como da construção civil, manufatura, montagem industrial, moda e saúde, por exemplo.

Entenda a diferença entre impressão 3D e 4D

A diferença entre o processo de impressão 3D e impressão 4D está nos materiais utilizados e a exposição do objeto a um determinado ambiente. Vamos entender melhor:

A impressão 3D imprime objetos a partir de esboços usando materiais que podem ser pó, polímeros, filamentos plásticos ou resinas, por meio de uma das várias tecnologias de impressão (FDM, SLA, SLS e etc). Esse material é aquecido e depositado camada a camada formando a estrutura estática do objeto a ser impresso.

A impressão 4D imprime da mesma forma do que a 3D, só que fazendo uso de smart-materials (materiais inteligentes) e, a partir daí, é gerado um objeto com estrutura estática, porém, essa estrutura, passa a ser dinâmica quando existe algum estímulo externo como temperatura, luz ou água alterando o seu formato.

A sequência de imagens a seguir mostram um tubo impresso em impressora 4D (figura 1), que exposto a um ambiente com mudança de temperatura e se “contorce” (figura 2 e 3), alterando sua forma até atingir um formato com ângulos retos (figura 4).

Fonte: Above: Cube Self-folding Strand/Image Credit: Stratasys 

Falando em aplicabilidade da impressão 4D, confira alguns exemplos:

Sistema de tubulação hidráulica: impressão de canos capazes de auto reparação ou canos que aumentem ou diminuam seus diâmetros de acordo com a vazão;

Indústria de móveis automotivos: com a impressão 4D, seria possível imprimir uma placa plana que pudesse ser enrolada para transporte e depois se mudaria a forma de um móvel desejado;

Indústria da moda: roupas capazes de mudar de características de acordo com o clima. Como exemplo, tênis que se ajustassem ao tamanho do pé do usuário;

Indústria médica: desenvolvimento de proteínas que mudam de forma de acordo com o organismo humano. Outro exemplo, seria o uso de stents, que citamos no início deste conteúdo.

A impressão 3D já provou que pode ser utilizada em todos os campos. Com a solidificação do conceito da impressão 4D será possível abrir novos caminhos para avanços em várias tecnologias já existentes.

Provavelmente, daqui a algum tempo, você poderá cruzar com objetos impressos em 4D sem sequer saber, como no caso dos implantes médicos ajustáveis ou, para os esportistas de plantão, os tênis de corrida. Uma revolução para o mundo.

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