Uma técnica desenvolvida por pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETHZ), na Suíça, em parceria com o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, permitiu, pela primeira vez, a impressão de uma mão robótica com ossos, ligamentos e tendões constituídos de diferentes polímeros de uma só vez. A abordagem ainda permitiu imprimir manipuladores ambulantes acionados com compressão de ar, bombas que imitam um coração e estruturas de metamateriais. A ideia é que, no futuro, a solução tecnológica permita a criação de robôs mais complexos.
Conhecida como jateamento controlado por visão, a tecnologia utiliza quatro câmeras de alta taxa de quadros e dois lasers que escaneiam rápida e continuamente a superfície de impressão, ajustando a quantidade de resina que cada bico deposita em tempo real. As câmeras capturam imagens enquanto milhares de bicos depositam minúsculas gotas de resina.
Robert Katzschmann, primeiro autor do estudo, destaca que o mecanismo de varredura superficial da tecnologia é altamente preciso para analisar cada camada depositada na impressão. "As flutuações na altura informam os ajustes para imprimir a próxima camada. Com o tempo, esse mecanismo de feedback mantém, em média, o nível da superfície e, portanto, elimina a necessidade de um dispositivo de nivelamento mecânico", afirma.
Com o sistema, a equipe imprimiu materiais à base de tiol, que tem cura mais lenta do que os acrílicos usados na impressão 3D, são mais elásticos e não quebram tão facilmente quanto os materiais tradicionais. Eles também tendem a ser mais estáveis em uma ampla faixa de temperaturas e não se degradam tão rapidamente quando expostos à luz solar, segundo os autores do artigo.
Katzschmann relata que, anteriormente, apenas produtos químicos de cura rápida (acrilatos) podiam ser impressos. Agora, com a tecnologia de impressão sem contato, a equipe pode usar outros materiais no processo de cura lenta para produzir polímeros com propriedades mais desejáveis. "A cura lenta significa que o processo de polimerização pode levar algum tempo para construir, por exemplo, uma viscoelasticidade desejável ou estabilidade às intempéries", explica.
A equipe utilizou o sistema de fabricação sem contato para criar uma mão robótica acionada por tendão, a partir de dados obtidos pela ressonância magnética de uma mão humana. A peça também foi equipada com sensores de contato nas pontas dos dedos e na palma. Os pesquisadores também imprimiram um robô ambulante que se locomove com seis pernas e manipula objetos, uma bomba fluídica com válvulas integradas inspiradas em um coração de um mamífero e estruturas metamateriais formadas por combinações complexas. Como resultado, os cientistas concluem que o projeto permite alto rendimento de impressão independente da estrutura a ser impressa. (CB)
