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Impressão 3D que endurece para proteger

Atualizado: 16 de fev.



Rigidez sob demanda ainda maleável como tecido?

Semelhante ao plástico bolha, com a diferença de seus espaços vazios possuírem uma forma com oito faces triangulares iguais ou seja octaedros, entrelaçando-se aos polímeros de nylon que por sua vez são ligeiramente mais rígidos. É um material flexível como um tecido, mas que endurece sob demanda para proteger.

Impressão 3D tecido que enrijece para proteger.
Impressão 3D enrijece para proteger Imagem: NTU Singapore and Caltech

Esse plástico quando embrulhado em um envelope selado a vácuo se transforma em uma estrutura firme 25 vezes mais rígida comparável com um compensado de madeira.

Aqui é compreendido o princípio físico chamado de transição de bloqueio, onde o mesmo se enrijece como nos sacos de arroz ou café embalados a vácuo. São conhecidos como tecidos estruturados.

Oferece benefícios na produção, pois pode ser fabricado em vários materiais, até mesmo em metal.


Tecidos estruturados


Os tecidos inteligentes são promissores em diferentes aplicações, devido a sua funcionalidade. 

Com o objetivo de garantir a segurança do usuário contra impactos, como por exemplo: 

Coletes à prova de perfurações, suporte médico configurável para idosos, exoesqueletos de proteção para esportes de alto impacto e equipamentos de proteção individual (EPIs) para canteiros de obras.

Na finalidade de facilitar a realização de atividades por idosos, pode-se criar exoesqueletos que podem auxiliá-los a levantar e carregar cargas e ainda ajudá-los com suas tarefas diárias. Atendendo assim algumas necessidades deste público. 

As primeiras versões deste tecido estruturado estão sendo feitas através de impressão 3D utilizando polímeros, novas versões poderão ser produzidas em outros materiais tipo o metal.



A ciência por trás do tecido interligado


Transição de bloqueio é o conceito científico por trás do tecido com rigidez variável. É uma transição na qual agregados de partículas sólidas mudam de um estado flexível, semelhante a um fluido, para um estado rígido, semelhante a um sólido, com um ligeiro aumento na densidade de empacotamento. As partículas sólidas típicas são geralmente muito pesadas e não oferecem resistência à tração suficiente para aplicações típicas dos tecidos, em objetos para vestir.

Os pesquisadores de Cingapura inovaram ao projetar o que eles chamam de partículas estruturadas, onde cada partícula é feita de estruturas ocas. As diversas formas de partículas

Impressão 3D tecido maleável antes de enrijecer.
Transição de bloqueio. Imagem: Chiara Daraio/Caltech

podem ser anéis, ovais, quadrados, cubos, pirâmides e diferentes formas de octaedros, são interligados. Assim podem ser usadas para criar uma malha de baixa densidade e alta rigidez à tração. Através da impressão 3D é possível juntar tudo em  uma única peça.

A modelagem permite equilibrar dois fatores para obter o melhor desempenho. Modelando o número médio de pontos de contato por partículas e quanto cada estrutura se dobrará em resposta à quantidade de tensão aplicada. Quanto ao ajustar o formato das partículas, há uma compensação entre quanto peso as partículas terão e quanto o tecido poderá se dobrar.



Artigo: Structured fabrics with tunable mechanical properties

Autores: Yifan Wang, Liuchi Li, Douglas Hofmann, José E. Andrade, Chiara Daraio

Revista: Nature

Vol.: 596, pages 238-243

DOI: 10.1038/s41586-021-03698-7

SITE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Tecido endurece sob demanda para proteger as pessoas. Disponível em www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=tecido-estruturado-macio-flexivel-endurece-sob-demanda.


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