Plataforma de impressão 3D gera rapidamente máquinas elétricas complexas

Pesquisadores do MIT desenvolveram uma plataforma de impressão 3D multimaterial para fabricar máquinas elétricas em uma única etapa.
O sistema utiliza quatro extrusores capazes de lidar com diferentes materiais funcionais, incluindo condutivos e magnéticos, imprimindo um motor linear elétrico em horas com cinco materiais e apenas um passo de pós-processamento.
O motor impresso teve desempenho igual ou superior a motores similares que exigem métodos de fabricação mais complexos ou etapas adicionais.
O custo estimado de material é de cerca de 50 centavos por dispositivo, sendo necessário magnetizar os materiais magnéticos após a impressão.
A plataforma pode, no futuro, permitir fabricação rápida e sob medida de componentes eletrônicos para robôs, veículos ou equipamentos médicos, com menos desperdício.

A plataforma de impressão 3D multimaterial desenvolvida por pesquisadores do MIT promete imprimir máquinas elétricas em uma única etapa. O motor linear elétrico, fabricado em poucas horas, foi criado para ampliar a fabricação onsite e reduzir dependência de cadeia global de suprimentos.

O estudo descreve uma impressora com quatro extrusores capazes de trabalhar com diferentes formas de material, incluindo condutivos e magnetizados. A coordenação entre as cabeças de impressão e sensores avançados tornou possível alinhar camadas com precisão, mesmo ao usar materiais com requisitos distintos de processamento.

O objetivo é democratizar a fabricação de dispositivos complexos, diminuindo custos e desperdícios. A equipe acredita que a plataforma pode viabilizar a produção rápida de componentes eletrônicos para robótica, veículos e equipamentos médicos.

O que foi feito

Os pesquisadores adaptaram uma impressora existente para alternar entre quatro materiais durante a impressão. A configuração permite usar materiais condutivos e magnéticos, essenciais para motores elétricos eficientes, sem etapas de montagem adicionais.

Para fabricar o motor, a equipe utilizou cinco materiais diferentes e realizou apenas uma etapa de pós-processamento. O motor impresso apresentou atuação equivalente ou superior a motores similares fabricados por métodos mais complexos.

Desempenho e custos

O motor linear impresso gerou movimentos lineares com desempenho robusto, superando modelos que dependem de sistemas hidráulicos. Os autores estimam que o custo total de material fique em torno de 50 centavos por unidade.

A demonstração ocorreu em ambiente de pesquisa do MIT, com participação de estudantes de doutorado em engenharia elétrica e ciência da computação. Jorge Cañada é o autor principal do artigo, assinado em coautoria com Zoey Bigelow e Luis Fernando Velásquez-García, pesquisador sênior.

Perspectivas e próximos passos

A equipe planeja incorporar a magnetização ao processo de extrusão multimaterial, testar motores elétricos totalmente impressos em rotação e ampliar a plataforma com novas ferramentas. O objetivo é ampliar a monolítica fabricação de dispositivos eletrônicos complexos.

O trabalho recebeu financiamento parcial da Empiriko Corporation e da La Caixa Foundation, segundo a divulgação da pesquisa. Os autores destacam que a demonstração é apenas o início de possibilidades futuras para a manufatura de hardware in loco.