Por meio de uma coleta de dados, uma equipe de pesquisadores do MIT, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA (NIST) e do Centro Nacional de Pesquisa Científica da Grécia (Demokritos) descobriu como modificar a extrusora, o "coração" de uma impressora 3D, para que ela possa medir as forças e o fluxo de um material.
De acordo com a publicação de Adam Zewe, do MIT News, os dados, coletados por meio de um teste de 20 minutos, foram alimentados em uma função matemática que é usada para gerar parâmetros de impressão automaticamente. Esses parâmetros podem ser inseridos em um software de impressão 3D pronto para uso e usados para imprimir com um material nunca antes visto.
Os parâmetros gerados automaticamente podem substituir cerca de metade dos parâmetros que normalmente devem ser ajustados manualmente. Em uma série de impressões de teste com materiais únicos, incluindo vários materiais renováveis, os pesquisadores mostraram que seu método pode produzir consistentemente parâmetros viáveis.
Essa pesquisa pode ajudar a reduzir o impacto ambiental da manufatura aditiva, que normalmente depende de polímeros não recicláveis e resinas derivadas de combustíveis fósseis.
Para superar esse desafio, os pesquisadores desenvolveram uma impressora 3D e um fluxo de trabalho para identificar automaticamente parâmetros de processo viáveis para qualquer material desconhecido.
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Uma célula de carga mede a pressão que está sendo exercida sobre o filamento de impressão, enquanto um sensor de taxa de alimentação mede a espessura do filamento e a taxa real em que ele está sendo alimentado através da impressora.
Essas medições podem ser usadas para calcular os dois parâmetros de impressão mais importantes, mas difíceis de determinar: vazão e temperatura. Quase metade de todas as configurações de impressão no software padrão estão relacionadas a esses dois parâmetros.
Em experimentos com seis materiais diferentes, vários dos quais de base biológica, o método gerou automaticamente parâmetros viáveis que consistentemente levaram a impressões bem-sucedidas de um objeto complexo.
No futuro, os pesquisadores planejam integrar esse processo com o software de impressão 3D para que os parâmetros não precisem ser inseridos manualmente. Além disso, eles querem melhorar seu fluxo de trabalho incorporando um modelo termodinâmico da extremidade quente, que é a parte da impressora que derrete o filamento.
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