Uma equipe de pesquisadores do MIT e da Universidade do Texas em Austin desenvolveu uma tecnologia que pode revolucionar a fabricação em microescala: a primeira impressora 3D completa contida em um único chip fotônico. O dispositivo, com dimensões semelhantes às de uma moeda de dez centavos, elimina completamente as partes móveis, um marco que o diferencia radicalmente das impressoras 3D tradicionais e abre um leque de possibilidades para a fabricação de dispositivos médicos, robóticos e muito mais.
Impressoras 3D convencionais, mesmo as que utilizam luz (como a estereolitografia ou SLA), dependem de sistemas mecânicos externos para direcionar a luz e solidificar a resina, camada por camada. Esses componentes móveis, como espelhos e braços robóticos, tornam os equipamentos volumosos, lentos e suscetíveis a vibrações que podem comprometer a precisão. A nova abordagem, publicada na prestigiada revista Nature Light Science & Applications, supera essa limitação ao integrar todos os componentes necessários para a impressão em um único e minúsculo chip.
O coração da inovação é um chip fotônico que funciona como um projetor programável de luz. Ele é composto por uma matriz de minúsculas antenas ópticas capazes de direcionar feixes de luz com extrema precisão. Quando o chip é imerso em um pequeno reservatório de resina líquida fotossensível, ele projeta um feixe de luz visível diretamente no líquido. A resina foi especialmente formulada para se solidificar apenas no ponto focal exato do feixe de luz. Ao controlar eletronicamente a direção do feixe, o chip consegue “desenhar” a forma desejada no reservatório, solidificando a resina em questão de segundos.
Nos testes iniciais, a equipe demonstrou a capacidade do protótipo de fabricar objetos bidimensionais e formas simples, como as letras M-I-T. O processo é incrivelmente rápido e preciso. Como não há partes móveis, o sistema é robusto e imune a vibrações externas. A ausência de movimento mecânico também significa que a velocidade de impressão não é limitada pela inércia de componentes físicos, mas sim pela velocidade de controle eletrônico e pela reação química da resina.
Aviso de Transparência:
Esta matéria baseia-se em um artigo de pesquisa científica publicado por pesquisadores do MIT e da Universidade do Texas em Austin. A tecnologia descrita é um protótipo funcional em estágio de laboratório e ainda não é um produto comercialmente disponível. As capacidades atuais estão limitadas a formas 2D e estruturas simples.
As aplicações potenciais desta tecnologia são vastas e empolgantes. Imagine poder imprimir componentes personalizados diretamente onde são necessários. Por exemplo, um cirurgião poderia usar uma impressora 3D em chip na ponta de um endoscópio para fabricar “plugues” biocompatíveis para vedar tecidos durante uma operação, ou para criar ferramentas minúsculas dentro do corpo do paciente. No campo da robótica, seria possível fabricar microrobôs ou componentes para máquinas maiores em locais de difícil acesso. A portabilidade e a robustez do dispositivo o tornam ideal para uso em campo, longe de laboratórios.
O próximo passo para os pesquisadores é aprimorar a tecnologia para permitir a impressão de objetos tridimensionais completos. Eles estão explorando maneiras de empilhar camadas ou de projetar a luz em três dimensões para criar estruturas mais complexas. Embora ainda haja um caminho a percorrer antes que esta impressora em chip chegue ao mercado, a prova de conceito representa um salto fundamental na tecnologia de fabricação aditiva, apontando para um futuro onde a capacidade de criar objetos sob demanda será mais acessível, portátil e integrada do que nunca.
Em quais outras áreas você acha que uma impressora 3D do tamanho de uma moeda poderia ser útil? Compartilhe suas ideias e as aplicações mais criativas que você consegue imaginar nos comentários!
Fontes:
Nature Light Science & Applications, MIT News, TechCrunch, The Verge