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E eles alegaram que a nova t茅cnica, chamada impress茫o em metal l铆quido (LMP), poderia ser usada em aplica莽玫es arquitet么nicas e de constru莽茫o.

Skylar Tibbits, professor associado do Departamento de Arquitetura do MIT, autor s锚nior de um sobre a t茅cnica, disse ao Construction Briefing : "Arquitetonicamente, estamos interessados em qualquer estrutura de alum铆nio, desde fachadas externas, janelas e telas, at茅 detalhes externos como grades, suportes e componentes, bem como detalhes internos como prateleiras, telas e m贸veis.

鈥淥 alum铆nio 茅 amplamente usado na arquitetura, pois 茅 leve, recicl谩vel e facilmente trabalh谩vel. Provavelmente n茫o far铆amos componentes estruturais ou refor莽o de vergalh玫es, pois n茫o imprimimos com a莽o, mas isso pode ser uma possibilidade no futuro.鈥�

O LMP envolve depositar alum铆nio fundido ao longo de um caminho predefinido em um leito de pequenas esferas de vidro. O metal endurece em uma estrutura 3D em um processo que os pesquisadores afirmam ser 10 vezes mais r谩pido do que processos de manufatura aditiva compar谩veis.

A estrutura 3D criada no processo de impress茫o 茅 dur谩vel o suficiente para suportar usinagem p贸s-impress茫o, como fresamento e perfura莽茫o.

Os pesquisadores por tr谩s do processo disseram no que, na arquitetura e na constru莽茫o, a manufatura aditiva por arco de soldagem 茅 uma das 煤nicas t茅cnicas de adi莽茫o de metal com capacidade de produzir pe莽as em larga escala e que esse processo 茅 limitado por baixas velocidades de impress茫o.

Mas h谩 uma compensa莽茫o.

Embora o LMP permita uma impress茫o mais r谩pida em escala, com componentes de impress茫o maiores do que aqueles normalmente produzidos por t茅cnicas aditivas mais lentas, ele n茫o consegue atingir resolu莽玫es t茫o altas.

O processo de impress茫o de metal l铆quido envolve a deposi莽茫o de alum铆nio fundido ao longo de um caminho predefinido em um leito de pequenas esferas de vidro (Imagem: MIT Self-Assembly Lab)

Isso dificulta a adi莽茫o de detalhes finos. Mas os pesquisadores do MIT argumentaram que isso ainda o torna adequado para algumas aplica莽玫es de constru莽茫o. No artigo, eles disseram: "A impress茫o de metal l铆quido 茅 conceitualmente semelhante 脿 fundi莽茫o de forma livre, onde uma grande quantidade de metal 茅 derretida e rapidamente dispensada ao longo de um caminho de ferramenta predefinido para produzir uma forma 3D.

鈥淥 setor de constru莽茫o 茅 respons谩vel por aproximadamente um ter莽o das emiss玫es globais de energia e processo. Entre os materiais produzidos em mais de um milh茫o de toneladas por ano, a vasta maioria 茅 usada para prop贸sitos estruturais, incluindo concreto, a莽o e alum铆nio.鈥�

Eles argumentaram que isso significa que a vida 煤til de um material precisa de 鈥渃onsidera莽茫o substancial鈥� e que a impress茫o 3D em alum铆nio pode oferecer benef铆cios ambientais devido 脿 鈥渞eten莽茫o de metal potencialmente alta entre a fundi莽茫o e a refus茫o em sua reciclagem鈥�.

Vantagens sobre WAAM

O Prof. Tibbits disse: 鈥淓sta 茅 uma dire莽茫o completamente diferente em como pensamos sobre a fabrica莽茫o de metal que tem algumas vantagens enormes. Ela tamb茅m tem desvantagens. Mas a maior parte do nosso mundo constru铆do 鈥� as coisas ao nosso redor, como mesas, cadeiras e pr茅dios 鈥� n茫o precisa de resolu莽茫o extremamente alta. Velocidade e escala, e tamb茅m repetibilidade e consumo de energia, s茫o todas m茅tricas importantes.鈥�

Os pesquisadores tamb茅m afirmaram que a nova t茅cnica tem uma vantagem sobre a manufatura aditiva por arco el茅trico (WAAM), , o que permite a produ莽茫o de estruturas grandes e de baixa resolu莽茫o.

Eles disseram que, enquanto as estruturas WAAM podem ser propensas a rachaduras e empenamentos porque algumas partes precisam ser derretidas novamente durante o processo de constru莽茫o, o LMP mant茅m o material derretido durante todo o processo, evitando alguns desses problemas estruturais.

Como funciona

O processo LMP pode permitir a impress茫o de geometrias complexas, como a espiral vista aqui. (Imagem: MIT Self-Assembly Lab)

O processo LMP funciona depositando peda莽os de alum铆nio do tamanho de um p茫o em um forno el茅trico e aquecendo-os a 700C. O alum铆nio 茅 mantido em um cadinho de grafite e alimentado por um bico de cer芒mica em uma cama de impress茫o ao longo de um caminho predefinido. Mas injetando o material fundido em uma subst芒ncia granular, os pesquisadores n茫o precisam de suportes de impress茫o para segurar a estrutura enquanto ela toma forma.

O autor principal Zain Karsan, que agora 茅 um aluno de doutorado na ETH Zurich, acrescentou: 鈥淣ossa taxa de processamento 茅 realmente alta, mas tamb茅m 茅 muito dif铆cil de controlar. 脡 mais ou menos como abrir uma torneira. Voc锚 tem um grande volume de material para derreter, o que leva algum tempo, mas quando voc锚 consegue derreter, 茅 como abrir uma torneira. Isso nos permite imprimir essas geometrias muito rapidamente.鈥�

脌 medida que desenvolvem a tecnologia, os pesquisadores querem permitir um aquecimento mais consistente no bico para evitar que o material grude e tamb茅m para obter melhor controle sobre o fluxo do material fundido.