De acordo com a Concordia University, pesquisadores desenvolveram um novo método de impressão 3D que usa hologramas acústicos, que é supostamente mais rápido do que os métodos existentes e é capaz de fazer objetos mais complexos. O artigo, ‘Impressão sonora direta holográfica‘ (HSDP), pode ser encontrado no periódico Nature Communications.
O processo HSDP se baseia em um método introduzido em 2022 que descreveu como reações sonoquímicas em regiões de cavitação microscópicas – pequenas bolhas – criam temperaturas e pressões extremamente altas por trilionésimos de segundo para endurecer a resina em padrões complexos.
Ao incorporar a técnica em hologramas acústicos que contêm imagens transversais de um design específico, a polimerização ocorre muito mais rapidamente – criando objetos simultaneamente em vez de voxel por voxel. Para manter a fidelidade da imagem desejada, o holograma permanece estacionário dentro do material de impressão. A plataforma de impressão é acoplada a um braço robótico, que a move com base em um padrão projetado por algoritmo pré-programado que formará o objeto concluído.
Muthukumaran Packirisamy, professor do Departamento de Engenharia Mecânica, Industrial e Aeroespacial, liderou o projeto. Ele acredita que isso pode melhorar a velocidade de impressão em até 20 vezes, ao mesmo tempo em que usa menos energia. “Também podemos mudar a imagem enquanto a operação está em andamento”, disse ele. “Podemos mudar formas, combinar vários movimentos e alterar materiais que estão sendo impressos. Podemos fazer uma estrutura complicada controlando a taxa de alimentação se otimizarmos os parâmetros para obter as estruturas necessárias.”
De acordo com os pesquisadores, o controle preciso dos hologramas acústicos permite que eles armazenem as informações de múltiplas imagens em um único holograma, o que significa que múltiplos objetos podem ser impressos ao mesmo tempo, em diferentes locais, dentro do mesmo espaço de impressão. Como resultado, a holografia acústica será uma plataforma de lançamento para inovação em vários campos – sendo usada para criar estruturas de tecidos complexas, sistemas localizados de entrega de medicamentos e células e engenharia avançada de tecidos. Aplicações no mundo real incluem a criação de novas formas de enxertos de pele que podem melhorar a cura e entrega aprimorada de medicamentos para terapias que requerem agentes terapêuticos específicos em locais específicos.
Muthukumaran Packirisamy acrescentou que, como as ondas sonoras podem penetrar superfícies opacas, o HSDP pode ser usado para imprimir dentro de um corpo ou atrás de material sólido. Isso pode ser útil para reparar órgãos danificados ou partes delicadas localizadas profundamente dentro de um avião.
Os pesquisadores acreditam que a HDSP tem o potencial de ser uma tecnologia de mudança de paradigma – comparando-a ao avanço da tecnologia de impressão 3D baseada em luz com a evolução da estereolitografia, na qual um laser é usado para endurecer um único ponto de resina em um objeto sólido, para o processamento de luz digital, que cura camadas inteiras de resina simultaneamente.
“Você pode imaginar as possibilidades”, disse Muthukumaran Packirisamy. “Podemos imprimir atrás de objetos opacos, atrás de uma parede, dentro de um tubo ou dentro do corpo. A técnica que já usamos e os dispositivos que usamos já foram aprovados para aplicações médicas”. Para saber mais sobre a técnica acesse o site.
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