Investigadores do Autonomous Materials Systems Group do Beckman Institute for Advanced Science and Technology apresentam a nova técnica de "impressão de crescimento" na revista Advanced Materials, noticiou na quarta-feira a agência Europa Press.

"Os humanos têm um talento incrível para criar coisas. É difícil encontrar processos de fabrico completamente novos. A impressão de crescimento é completamente nova, o que é entusiasmante", frisou Sameh Tawfick, líder do projeto e professor de ciência mecânica e engenharia na Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, em comunicado.

A tecnologia de fabrico industrial mais comum é a moldagem por injeção, na qual os polímeros fundidos são moldados num molde de metal.

Embora eficazes para a produção em massa, os moldes e fornos de cura (onde o plástico endurece) podem ser dispendiosos e complexos de manter, especialmente para objetos de grandes dimensões.

O fabrico por adição, que imprime objetos 3D como um bolo de camadas, não requer moldes e é ideal para peças personalizadas, como próteses.

"O equipamento de impressão 3D de polímeros evoluiu, mas ainda apresenta problemas que o tornam dispendioso e muito lento", referiu Sameh Tawfick.

"O nosso objetivo era aumentar a velocidade de fabrico, o tamanho e a qualidade do material, mantendo os custos baixos. Este processo que desenvolvemos é realmente rápido e económico", acrescentou.

Primeiro, os investigadores vertem uma resina líquida de cor âmbar chamada diciclopentadieno, ou DCPD, num recipiente de vidro submerso em água gelada. Aquecem um ponto central da resina a 70 °C. À medida que a reação se desenvolve, o calor é irradiado para fora do ponto de contacto original a 1 mm/s (milímetro por segundo), mais de 100 vezes mais rapidamente do que as impressoras 3D de secretária disponíveis para uso doméstico e 60 vezes mais rapidamente do que as espécies de bambu de crescimento mais rápido do mundo.

Tudo o que o calor toca endurece e se transforma numa esfera crescente. Autossustentável pela libertação constante de calor, a reação — denominada polimerização por metátese de abertura de anel frontal e apelidada de FROMP — utiliza energia mínima para endurecer a resina na sua forma sólida: polidiciclopentadieno, ou p-DCPD.

À medida que a esfera endurecida cresce, os investigadores alteram a sua forma, puxando-a para fora da resina como uma maçã de um doce pegajoso. Como a reação do líquido para o sólido ocorre apenas abaixo da superfície, os investigadores podem levantar, mergulhar ou torcer a parte sólida como vidro soprado para manipular o seu tamanho e forma.

Os investigadores conceberam o seu processo para imitar a expansão constante de uma árvore, anel a anel. Na natureza, elementos como a gravidade, o vento e a temperatura complementam e complicam a tendência das árvores para crescerem simetricamente, resultando em árvores que se curvam com o vento ou se esticam em direção a um raio de sol no dossel da floresta.

Utilizando o seu novo método, Tawfick e os seus colegas fizeram objetos do quotidiano, como uma pinha, uma framboesa e uma abóbora. Todas estas são formas axissimétricas, ou seja, simétricas em torno de um eixo vertical. As formas assimétricas são mais complexas, mas possíveis.