Uma impressora 3D de extrusão hackável, multifuncional e modular para materiais macios

TX, 27/10/2022 

Por UC

Pesquisadores desenvolveram uma impressora 3D hackeável e multifuncional para materiais macios que é acessível e de design aberto. A tecnologia tem o potencial de liberar mais inovações em diversos campos, como engenharia de tecidos, robótica leve, alimentos e processamento de materiais ecológicos – auxiliando na criação de projetos sem precedentes.

A Printer.HM, como é conhecida, é uma impressora 3D baseada em extrusão altamente personalizável para rivalizar com as bioimpressoras 3D comerciais. Ele é capaz de aceitar diferentes entradas de geometria – incluindo modelos de desenho assistido por computador (CAD), coordenadas, equações e imagens – para criar impressões de características distintas. O desenvolvimento deste sistema multi-cabeça de impressão – construído em um braço robótico hackeável e oferecendo multifuncionalidades em uma plataforma por meio de módulos de aquecimento e ultravioleta (UV) – é uma criação de pesquisadores do Departamento de Engenharia da Universidade de Cambridge e da The Nanoscience Center, Universidade de Cambridge, em colaboração com as Universidades de Macau e Oxford. Detalhes de sua abordagem de impressão acessível são relatados na revista Scientific Reports.

Além de oferecer excelente compatibilidade de impressão com uma ampla variedade de materiais líquidos e macios, uma infinidade de operações podem ser realizadas, incluindo:

• Distribuição de líquidos

• Impressão em vários materiais

• Impressão com velocidade variável

• Impressão embutida (criando estruturas de forma livre e suspensas)

• Impressão não plana

• Aplicação Pick-and-place.

Com os módulos opcionais de aquecimento e UV, a capacidade de impressão de hidrogéis termicamente responsivos e fotopolimerizáveis ​​pode ser ajustada, e estes são usados ​​em uma ampla gama de aplicações biomédicas, incluindo administração de medicamentos, engenharia de tecidos e cicatrização de feridas.

O Printer.HM oferece ao usuário a liberdade de design e a capacidade de personalizar o caminho de impressão para criar impressões de características distintas. São eles: padrões simples (coordenadas); impressão de um golpe (equações); Projetos 3D (código G); e ornamento 2D personalizáveis ​​(imagens), este último pode facilmente converter esboços desenhados à mão em impressões sem a necessidade de criar um modelo CAD. A personalização do caminho de impressão é especialmente útil para aplicações de robótica leve, como demonstrado pela criação dos pesquisadores de um sistema de transformação suave feito de um hidrogel sensível ao pH.

Os pesquisadores usaram o Printer.HM para criar um esboço 2D de um ornamento de flor que então inchou e se transformou em uma forma de flor 3D em quatro minutos. E isso é apenas o começo; como o programa de controle é totalmente hackeável, os usuários podem reconfigurar a configuração e expandir suas funcionalidades para projetos impressos em 3D nunca alcançados antes. Os pesquisadores também demonstraram o potencial do Printer.HM para gerar anatomia de tecidos sofisticada, criando com sucesso um modelo do sistema respiratório com pulmões e traqueia, feito de tintas de alginato e impresso dentro de uma banheira de suporte.

Dr. Iek Man Lei, primeiro autor e professor assistente na Universidade de Macau, é um ex-Ph.D. estudante do Biointerface Research Group em Cambridge.

Dr. Lei disse: "As funcionalidades versáteis do Printer.HM, juntamente com seu design aberto e acessibilidade (um custo total entre £ 900 e £ 1.900), o tornam uma opção confiável para o futuro da inovação de impressão 3D usando e arquiteturas de materiais sustentáveis. O design modular permite que a comunidade de pesquisa expanda ainda mais as funcionalidades do Printer.HM, abrindo a possibilidade de infinitos novos designs. Outros benefícios incluem a compatibilidade do cabeçote de impressão com seringas de tamanho menor que são desejáveis ​​em aplicativos biológicos de escala e facilidade de uso para aqueles sem experiência em CAD para personalizar o caminho de impressão usando a entrada de geometria da imagem – isso é particularmente benéfico para controlar os comportamentos de transformação de hidrogéis responsivos a estímulos."

Ela acrescentou: "O Printer.HM tem o potencial de abrir as portas para a impressão 3D inovadora em diversos campos, como engenharia de tecidos, robótica leve, alimentos e processamento de materiais ecológicos. funcionalidades in-one irão beneficiar a comunidade de pesquisa do tipo faça você mesmo, fornecendo uma alternativa viável para as impressoras comerciais existentes."

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Fonte:https://techxplore.com/news/2022-10-hackable-multi-functional-modular-extrusion-3d.html