Certamente você já conhece a impressão 3D, não é verdade? Ela revolucionou a forma como fabricamos objetos, permitindo a criação de peças complexas e personalizadas. Mas, a evolução é constante e a impressão 4D já se faz presente!

Essa é uma evolução natural da 3D, mas leva a fabricação aditiva a um novo patamar, conferindo aos objetos a capacidade de se transformar ao longo do tempo. Ou seja, a modelagem não cessa quando o objeto sai da impressora, continuando conforme o ambiente.

Pode até parecer complexo, mas a impressão 4D é mais simples do que você possa imaginar. Explicamos melhor neste artigo. 

Você está pronto? Então continue a leitura e entre na quarta dimensão da realidade impressa!

O que é a impressão 4D?

Como já destacado, a impressão 4D surgiu a partir da evolução da impressão 3D. Basicamente, segue o mesmo processo da impressão de materiais em 3D, com o diferencial de que podem mudar a sua forma posteriormente. 

É como se os materiais evoluíssem de acordo com o ambiente ao qual são submetidos. É essa evolução de tempo e de forma que proporciona uma quarta dimensão. 

Parece confuso? Então volte um pouco nos conceitos!

A impressão 3D tem a função de repetir uma estrutura 2D transformando projetos digitais em objetos físicos através da criação de camadas. Na impressão 4D, por sua vez, há o uso da impressão 3D para imprimir materiais inteligentes. 

Eles se transformam a partir das condições do ambiente em que estão submetidos, como água, pH, vento, temperatura e corrente elétrica.

Essa transformação é programada durante o processo de fabricação, tornando os objetos dinâmicos e adaptáveis às condições do ambiente.

Como funciona a impressão 4D?

O processo de impressão 4D se inicia de forma muito semelhante à impressão 3D, com a criação de um modelo digital em três dimensões em softwares específicos. 

A grande diferença está na tecnologia dos materiais utilizados. Em vez de plásticos convencionais e produtos semelhantes, a impressão 4D emprega materiais muito mais inteligentes, como: 

  • Polímeros com memória de forma; 
  • Hidrogel; 
  • Compósitos com propriedades específicas.

Ao imprimir o objeto, esses materiais são dispostos em camadas, seguindo as instruções do modelo digital. 

No entanto, a estrutura interna do objeto é projetada de uma forma que possa responder a estímulos específicos. Quando o objeto é exposto a esses estímulos, os materiais inteligentes se deformam ou mudam de cor, alterando a forma final do objeto.

A inspiração para o novo método são as plantas, que se transformam ao longo do tempo. Ao sofrerem estímulos externos, como luz solar, temperatura e umidade, elas alteram seu formato ou cor.

Desafios importantes ainda merecem atenção

Mesmo com potencial revolucionário, a impressão 4D enfrenta uma série de desafios para que seja aplicada por profissionais da área. Veja:

  • Alto custo: os materiais 4D inteligentes são relativamente caros e limitados em sua disponibilidade;
  • Complexidade: a formulação e a precisão de controle desses materiais conhecimento técnico em química e engenharia de materiais;
  • Consistência: garantir a consistência e a confiabilidade das propriedades dos materiais ao longo do tempo ainda é um desafio complexo;
  • Acesso limitado à tecnologia: as impressoras 4D ainda são equipamentos especializados e bastante caros, o que limita o acesso a essa tecnologia.

Além disso, outro desafio é a necessidade de desenvolvimento de softwares mais sofisticados para o design e a simulação de objetos 4D.

Universo de aplicações da impressão 4D

O conceito de impressão 4D foi apresentado pelo professor do MIT Skylar Tibbits em uma conferência TED em 2013. Clique aqui para assistir à apresentação.

Na época, Tibbits resumiu sua palestra dizendo:

“O que isso nos diz sobre o futuro? Acho que está dizendo que há novas possibilidades de automontagem, replicação em reparação em nossas estruturas físicas, nossos prédios, máquinas. Imagine se nossos prédios, pontes, máquinas, todos nossos tijolos pudessem realmente comutar?”.

Talvez o professor tenha uma visão muito otimista, pelo menos para a tecnologia atualmente disponível. 

Mas, mesmo que o caminho seja lento, a impressão 4D pode sim impactar largamente o mercado tecnológico de diversas formas.

Podemos ter roupas que aumentam ou diminuem de tamanho, objetos compactos que terão sua forma real apresentada apenas ao serem retirados da caixa, próteses que acompanham o crescimento do corpo e muitos outros exemplos que podem beneficiar toda a população.

Entre as muitas possibilidades, as mais promissoras são: 

  • Medicina e Saúde: com avanços na área de implantes, próteses e até órgãos artificiais que se adaptam ao crescimento do usuário;
  • Construção Civil: no futuro próximo, poderão ser construídas estruturas inteligentes, materiais adaptáveis e edifícios modulares. Inclusive, já existem pesquisas sobre o uso da válvula impressa em 4D. Ela pode fechar ou abrir de acordo com a temperatura da água ao seu redor. 
  • Segmento automotivo: teremos peças automotivas com propriedades programáveis e design otimizado;
  • Moda e Design: as roupas e acessórios poderão se adaptam ao corpo e às necessidades do usuário;
  • Aeroespacial: as impressões 4D poderão criar componentes leves e resistentes para naves espaciais e foguetes.

Assim, da mesma forma que acontece com muitas tecnologias inovadoras, espera-se que no futuro próximo a impressão 4D seja mais popular e acessível. 

Esperamos que a impressão 4D leve menos tempo que outras tecnologias para se tornar comum. Mesmo que o caminho pela frente seja longo, precisamos estar atentos e acompanhar as mudanças do setor!

Você quer ficar sempre por dentro das últimas novidades do segmento de impressão? Então continue acompanhando o canal de conteúdos digitais da FuturePrint!