Novo método de impressão 3D produz dois materiais a partir de uma resina
O material inovador reage de forma diferente à luz UV e à luz visível
As receitas de uma só panela tornam a preparação de refeições rápida e fácil. E a impressão 3D num só frasco poderia fazer o mesmo para o fabrico de aditivos. Agora, investigadores publicados na ACS Central Science demonstraram uma nova resina que cria simultaneamente objectos sólidos e suportes estruturais dissolvíveis, dependendo do tipo de luz a que a resina é exposta. A abordagem poderia aumentar as aplicações para objectos impressos em 3D, incluindo andaimes de engenharia de tecidos, articulações e dobradiças.
Objectos elaborados com várias partes, como esta corrente, podem ser impressos em 3D de uma só vez utilizando uma nova técnica de polimerização em cuba.
Adapted from ACS Central Science 2025, DOI: 10.1021/acscentsci.5c00337
"A fotopolimerização em cuba é conhecida pela sua impressão rápida e de alta resolução, mas uma das partes mais complicadas após a impressão é a remoção manual dos suportes para estruturas intrincadas de encravamento e saliência", afirma Maxim Shusteff, um dos autores correspondentes do estudo. "Estamos muito entusiasmados por podermos utilizar uma química simples para resolver este problema".
A polimerização em cuba produz objectos sólidos em 3D depois de feixes de luz incidirem sobre resinas líquidas fotoreactivas. Este método de impressão 3D é normalmente rápido e económico. No entanto, os objectos complexos criados com a polimerização em cuba requerem normalmente suportes, como andaimes temporários, que são fixados quando o objeto original é mergulhado num segundo lote de resina. Este segundo passo acrescenta tempo e despesas ao processo devido à resina extra e ao esforço adicional necessário para remover os suportes temporários. Shusteff, Sijia Huang e os seus colegas desenvolveram um método de polimerização em cuba de um só frasco, formulando uma única resina que endurece em materiais permanentes e dissolvíveis quando exposta a luz UV e visível, respetivamente. Criaram também uma impressora 3D especial que emite ambos os tipos de luz, permitindo aos investigadores imprimir um objeto e os seus suportes simultaneamente.
Os investigadores misturaram diferentes componentes, incluindo monómeros de acrilato/metacrilato e epóxi, bem como substâncias fotorreactivas que absorvem tanto a luz visível como a luz UV, para criar a sua resina de um só frasco. Durante os testes iniciais com a substância fotorreactiva, observaram que, sob luz visível, os monómeros de acrilato solidificavam e formavam materiais de suporte dissolvíveis à base de anidrido. Sob luz UV, mas não sob luz visível, os monómeros epoxídicos endureciam e formavam a parte permanente do objeto. Para dissolver o material de suporte, os investigadores adicionaram os objectos a uma solução de hidróxido de sódio à temperatura ambiente, e o objeto permanente foi revelado em 15 minutos. É importante notar que os suportes à base de anidrido se degradaram em compostos não tóxicos.
Em demonstrações subsequentes da nova abordagem, a equipa de Shusteff e Huang criou estruturas cada vez mais complexas: um padrão de tabuleiro de xadrez, uma cruz, anéis entrelaçados, uma bola numa gaiola e duas bolas numa hélice.
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