Enquanto o mundo, e a própria Arquitetura, se maravilham com as façanhas da impressão 3D, uma nova tecnologia desponta e amplia ainda mais o leque de possibilidades para o futuro. A impressão 4D engloba à Engenharia de Produção a noção de tempo (quarta dimensão). Isso porque, com ela, os objetos podem se transformar, assumindo formas programadas, quando em contato com determinadas condições físicas. 

Embora o assunto pareça muito novo, não é de hoje que pesquisas nessa área são realizadas. A própria impressão 3D existe desde a década de 80. Mas ainda há muito o que evoluir e também a conhecer. Portanto, vem saber mais sobre as tecnologias que estão transformando o mercado! 

O que é a impressão 4D?

A impressão tridimensional foi o primeiro passo para se desenvolver materiais e objetos conforme a quarta dimensão. Como mencionado, nesse espectro o que entra em jogo é o tempo. Assim, estamos falando de produtos 3D que podem ter sua forma alterada posteriormente. É como uma evolução ao longo do tempo. 

Esse efeito surge de acordo com o ambiente ao qual esses objetos – desenvolvidos com matérias-primas inteligentes – são submetidos. Isso porque é necessário um “gatilho” capaz de acionar a transformação. Pode ser um meio líquido, a temperatura, a eletricidade ou, até mesmo, o vento. Bem, pelo menos em teoria.

Vem entender melhor…

Como funciona a impressão 4D?

Tais condições agiram sobre os polímeros que compunham o material empregado nos itens estudados. Como explica Jerry Qi, professor da Faculdade de Engenharia Mecânica da Georgia Tech University e um dos autores do estudo:

Para explicar essa questão é importante observarmos os experimentos que foram realizados, como os dos cientistas da Georgia Tech University, da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura e da Universidade de XI’an Jiaotong. Eles induziram a modificação de objetos mediante exposição ao calor ou à umidade.

“O material tem uma forma inicial. Nós usamos a sensibilidade à temperatura, uma das propriedades mecânicas dos polímeros, para obter o efeito de memória. Ele é programado para adquirir nova forma depois de submetido ao calor”

Um ponto importante a se destacar é o papel da tecnologia, pois são simulações de computador que ajudam a determinar comportamentos específicos para a impressão 4D. Ainda segundo Jerry:

 “[…] incorporando a programação mecânica pós-processamento diretamente na impressão em 3D […] permite que componentes impressos em 3D e em alta resolução sejam projetados por simulação computacional, para depois serem transformados em novas configurações permanentes por meio de um simples aquecimento”.

Além disso, os pesquisadores vislumbram que, no futuro, a tecnologia permitirá que os componentes respondam a outros estímulos físicos de maneira mais assertiva.

O segredo está nos materiais!

Conforme diz Marcelo Zuffo, doutor em Engenharia Elétrica pela USP, os polímeros de formato de memória inteligente (SMPS, na sigla em inglês) nada mais são que: 

“um plástico com memória inteligente. Além do polímero, existem outros materiais com tal característica. Esses materiais têm pontos de fusão divergentes e diferentes características mecânicas. Eles partem de um princípio de memória de um ponto de fusão”.

Entre eles, podem ser citadas as ligas de ouro-cádmio e cobre-zinco, que podem ter suas formas alteradas por temperatura, eletricidade, imersão em líquidos e gases, pela luz ou mesmo por estímulos químicos.

Nas pesquisas realizadas no Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), os materiais impressos foram revestidos com uma tinta especial que reage na presença da água. Para Leonardo Amaral, que faz pesquisas sobre desenvolvimento de impressoras 3D do Instituto Nacional de Telecomunicações (Inatel):

“A inovação desse estudo está no material, não no tipo de impressora. É uma boa descoberta, por meio da qual os cientistas conseguem alterar parte da estrutura do objeto. Eles combinaram alguns polímeros no material e, com isso, obtiveram uma programação estrutural”.

Mas quais são os impactos disso?

As expectativas em torno da impressão 4D são animadoras e englobam diferentes setores (Medicina, Robótica, Engenharia e Arquitetura, entre outros) e recursos. Vejamos algumas delas:

• – Produtos que podem ser facilmente empilhados de forma plana ou laminada para facilitar o transporte;
• – Canos adaptáveis a condições climáticas ou ambientais, como terremotos;
• – Utensílios domésticos, veículos e ferramentas autorreconfiguráveis (que se montam sozinhos, por exemplo, ou voltam para a caixa sem dificuldade);
• – Robôs mais precisos e com movimentos mais suaves (soft robots); 
• – Roupas e próteses adaptáveis às mudanças do corpo. 

Possibilidades como essas apontam para uma verdadeira transformação na cultura do consumo e do descarte. Prometem também entregar uma experiência ainda mais encantadora ao consumidor e revolucionar a forma como os produtos são concebidos e, claro, desenvolvidos. Isso sem falar do surgimento de novas empresas, especializadas em soluções 4D.

Parece ficção científica, mas não é. Parece uma realidade distante, mas já está acontecendo! A quarta dimensão é a nova fronteira a ser conquistada.

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