Nova técnica reduz custo e melhora impressão 3D de alta resolução na Universidade Purdue

São PauloPesquisadores da Universidade de Purdue desenvolveram uma nova técnica para utilizar dois lasers na impressão 3D, tornando mais barato produzir estruturas detalhadas. Normalmente, a polimerização por dois fótons depende de lasers de femtossegundo, que são capazes de solidificar materiais com precisão, mas são extremamente caros. De acordo com o líder da equipe de pesquisa, Xianfan Xu, esse alto custo é a razão pela qual a tecnologia não é amplamente utilizada na fabricação.

O novo método utiliza um laser mais barato que emite luz visível junto com um laser de alta velocidade que emite luz infravermelha. Isso reduz em até 50% a energia necessária do caro laser de alta velocidade. Como resultado, o processo de impressão 3D torna-se mais econômico e pode ser empregado em mais aplicações.

Xu destacou que a impressão 3D de alta resolução possui diversas aplicações, tais como:

• Dispositivos eletrônicos em 3D
• Micro-robôs para a área biomédica
• Estruturas ou suportes 3D para engenharia de tecidos

A nova abordagem de impressão 3D que eles desenvolveram pode ser facilmente implementada nos sistemas de impressão a laser femtosegundo já existentes.

A equipe de pesquisa buscava tornar o processo de impressão mais rápido e econômico. Eles substituíram o uso do caro laser de femtosegundo por um laser mais acessível na etapa inicial. Esta etapa reduz a quantidade de agentes bloqueadores no material antes do início da impressão.

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Pesquisadores desenvolveram uma nova técnica que utiliza dois tipos de lasers: um laser de nanosegundos de 532 nm e um laser de femtossegundos de 800 nm. Eles precisavam encontrar o equilíbrio certo entre os efeitos dos dois lasers no material. Para isso, criaram um novo modelo matemático que ajuda a entender os processos químicos envolvidos. Esse modelo permitiu calcular como os lasers funcionam juntos e identificar os principais processos para reduzir a potência do laser de femtossegundos sem comprometer a qualidade dos resultados de impressão.

Após aprimorarem seu novo método, os pesquisadores o testaram para criar vários designs em 2D e 3D. Eles conseguiram produzir com sucesso pequenas estruturas em forma de pilha de madeira medindo 25 x 25 x 10 micrômetros, um minúsculo buckyball, uma estrutura quiral e um nó de trevo. Os testes demonstraram que o novo método reduziu a potência do laser necessária em até 80% para designs em 2D e em até 50% para designs em 3D.

Uma nova maneira de imprimir pode revolucionar a fabricação de produtos. Essa inovação permitirá criar novos dispositivos para eletrônicos e saúde. Com a redução dos custos, mais pessoas terão acesso à impressão 3D de alta qualidade. Isso pode acelerar o desenvolvimento de novas ideias em diversas áreas.

Esta pesquisa pode ser extremamente benéfica para pequenas empresas e inventores independentes. A redução de custos pode facilitar a criação de protótipos 3D detalhados. Além disso, pode permitir que mais escolas tenham acesso a tecnologias avançadas de impressão 3D, incentivando o aprendizado prático e novas ideias.

Os pesquisadores têm como objetivo tornar a impressão 3D mais rápida e acessível. Se bem-sucedidos, isso pode popularizar a tecnologia, ampliando seu uso em diversos setores. Esse avanço representaria um grande passo para a impressão 3D, viabilizando a criação de estruturas complexas e de alta qualidade.