Ainda esta semana, pesquisadores do Dartmouth College desenvolveram uma tinta inteligente para impressão em 3D que pode mudar de forma e cor. Eles são diferentes de outras equipes que usam a tecnologia de impressão 4D para fazer coisas novas. Suong Van Hoa, professor do Departamento de Engenharia Mecânica, Industrial e Aeroespacial da Concordia University, está usando a tecnologia de impressão 4D para fazer materiais compostos que podem dobrar por conta própria sem usar moldes.

"A impressão 4D nos permite fazer estruturas compostas curvas sem a necessidade de fazer moldes curvos", disse Hoa. "Minha principal descoberta é que as pessoas podem fazer materiais compostos curvos - fibras longas e contínuas com altas propriedades mecânicas, o que pode ser mais rápido e econômico."

Geralmente, várias etapas são necessárias na fabricação de componentes como molas de lâmina compostas, que são amortecedores leves em veículos. Para fazer peças em forma de S, os moldes em forma de S precisam ser feitos de materiais sólidos, como metal. O tecido reforçado pré-impregnado com o sistema de resina é então colocado no molde para formar uma peça composta. No entanto, Hoa disse que o uso da tecnologia de impressão 4D pode omitir as etapas iniciais de construção de moldes complexos.

"A impressão 4D de materiais compósitos aproveita o encolhimento da resina da matriz e a diferença nos coeficientes de encolhimento térmico de camadas com diferentes orientações de fibra, ativando assim mudanças na forma durante a cura e resfriamento", disse ele. “Esse comportamento pode ser usado para fabricar peças com geometrias curvas sem a necessidade de moldes complexos. Portanto, a fabricação de formas curvas pode ser rápida e econômica. No entanto, o grau de alteração da forma depende das características do material, da orientação da fibra e do empilhamento. Sequência de camadas e processo de fabricação. "

Parte da pesquisa de Hoa envolve a reconsideração das propriedades anisotrópicas da camada composta. Anisotropia é como um material se comporta quando sujeito a cargas ao longo de diferentes eixos. A propriedade anisotrópica de um material é uma medida de como ele muda em relação a outros fatores. Por exemplo, o encolhimento da resina pode causar deformação do material ou mudanças de temperatura podem causar expansão ou contração da fibra. Segundo Hoa, a compreensão e o controle dessas mudanças são a chave para a confecção de laminados curvos para moldes de dobra.

Ele disse: "A anisotropia sempre foi vista como um fardo no passado. Agora eu os vejo como uma vantagem."

Hoa acredita que a tecnologia pode ser aplicada ao aeroespacial e outros campos.

"Outra aplicação são as estruturas espaciais como satélites, que são afetadas por flutuações extremas de temperatura", disse ele. “A estrutura pode ser aberta durante o dia (quando a temperatura é alta) para captar energia solar e fechada à noite para proteger o seu interior”.

No ano passado, Hoa se tornou o primeiro canadense a ser nomeado membro da American Composites Association. Ele publicou os resultados de sua pesquisa em um artigo intitulado "Contribuições notáveis ​​para a comunidade de compósitos por meio de pesquisa, prática, educação e serviço".

Link para este artigo: A impressão 4D cria materiais compostos curvos sem moldes

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