Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram uma maneira de desenvolver solenoides tridimensionais totalmente impressos em 3D. De acordo com o MIT News, esta tecnologia tem potencial para democratizar o acesso a dispositivos médicos e eletrônicos e, também, de ajudar na exploração espacial.

Leia mais sobre manufatura aditiva na coluna de Luan Saldanha, no Canal Ind4.0 

Os solenoides são eletroímãs formados por uma bobina de fio enrolada em um núcleo magnético e são elementos fundamentais de muitos produtos eletrônicos, desde máquinas de diálise e respiradores até máquinas de lavar e lava-louças.

Solenoides que suportarm o dobro da corrente elétrica

Para chegar ao resultado esperado, os pesquisadores modificaram uma impressora 3D multimaterial para que pudesse imprimir solenoides compactos com núcleo magnético em uma única etapa. Isso ajuda a eliminar os defeitos que podem ocorrer durante o processo de pós-montagem.

Esta impressora personalizada, que poderia utilizar materiais de maior desempenho do que as impressoras comerciais tradicionais, permitiu aos pesquisadores produzir solenoides que suportarm o dobro da corrente elétrica e geram um campo magnético três vezes maior do que outros dispositivos impressos em 3D.

Exploração espacial

Segundo a publicação, além de tornar os eletrônicos mais baratos, esse hardware de impressão pode ser útil na exploração espacial. Por exemplo, em vez de enviar peças eletrônicas de substituição para uma base em Marte, o que poderia levar anos e custar milhões de dólares, seria possível enviar um sinal contendo ficheiros para a impressora 3D.

Para Luis Fernando Velásquez García, pesquisador, do MIT, “não há razão para fabricar hardware apenas em alguns centros de produção quando a necessidade é global. Em vez de tentar enviar hardware para todo o mundo, podemos capacitar pessoas em lugares distantes para  elas mesmas construírem. A fabricação aditiva pode desempenhar um papel tremendo em termos de democratização dessas tecnologias”.

Amplificação do campo magnético

O método de impressão desenvolvido pela equipe permitiu construir um dispositivo tridimensional composto por oito camadas, com bobinas de material condutor e isolante, empilhadas em torno do núcleo como uma escada em espiral. Múltiplas camadas aumentam o número de bobinas no solenoide, o que melhora a amplificação do campo magnético.

Devido à precisão adicional da impressora modificada, eles puderam fabricar solenoides cerca de 33% menores do que outras versões impressas em 3D. Mais bobinas em uma área menor também aumentam a amplificação.

No final, os solenoides produzem um campo magnético cerca de três vezes maior do que outros dispositivos impressos em 3D podem alcançar.
“Não fomos os primeiros a fabricar indutores impressos em 3D, mas fomos os primeiros a torná-los tridimensionais, e isso amplia muito os tipos de valores que você pode gerar. E isso se traduz na capacidade de satisfazer uma gama mais ampla de aplicações”, afirma García.

Por exemplo, embora estes solenoides não possam gerar tanto campo magnético como aqueles fabricados com técnicas tradicionais de fabricação, eles poderiam ser usados ​​como conversores de energia em pequenos sensores ou atuadores em robôs leves.

A pesquisa continua em busca de melhores desempenhos para o dispositivo. Os cientistas também estão explorando modificações que possam controlar com mais precisão a temperatura em que cada material é depositado, reduzindo defeitos.