Como funciona e como surgiu a impressora 3D?

As impressoras 3D estão conquistando seu espaço no mercado tecnológico, apresentando cada vez mais, mais novidades, como a impressão de brinquedos, anunciada pela Mattel no início desta semana, e a fabricação de tecidos humanos, que no futuro poderá ajudar pacientes que precisam de um implante, também anunciada nesta semana, por Cientistas do Instituto de Medicina Regenerativa Wake Forest.

O que poucos sabem é que este tipo de tecnologia já é antiga e só ficou conhecida pela grande maioria das pessoas há uns dois anos. Neste artigo nós iremos falar sobre a história das Impressoras 3D, como elas surgiram, a sua evolução, além de explicar para que servem e o modo de funcionamento. Traremos ainda algumas curiosidades ligadas a estas máquinas revolucionárias.

Para começar, vamos explicar para que servem as famosas impressoras 3D. O processo de impressão 3D pode ser utilizado para diversas finalidades, sendo que sua maior vantagem é a rapidez e o baixo custo das peças desenvolvidas. Este sistema permite a criação de qualquer objeto, desde um brinquedo a uma ferramenta industrial. Antes da impressora 3D, para se produzir um protótipo, era preciso modelar a peça manualmente, para depois fazer um molde. Este processo é tão trabalhoso quanto fabricar a versão final do produto.

Mas, o processo de impressão tridimensional não precisa ser utilizado apenas por indústrias e pela ciência, já existem modelos domésticos, que podem te ajudar a fabricar peças utilizadas em casa, como copos, escorredor de pratos, ou mesmo um enfeite novo para a sala.

Como funciona?

A impressão 3D, ou Fused Deposition Modeling (FDM) (modelagem por fusão e depósito)  funciona basicamente através da adição de camadas sobrepostas. Os objetos são impressos camada por camada até ser moldado a forma final. Para se criar um objeto a ser impresso em 3D, ele deve ser desenvolvido em um computador. 

Após criar o modelo tridimensional é necessário inseri-lo no software da impressora. O criador ainda deve definir as dimensões da imagem. O software  da impressão irá compilar todos os dados e sistematizar em várias camadas. Em seguida inicia-se a impressão. Nesta etapa o injetor de matéria esquenta e suga um filete plástico que está na bobina. Na medida que o material derrete, ele é injetado em uma base, que se movimenta em dois eixos e cria as camadas. O processo então é feito camada por camada, desta forma, quando uma fica pronta, outra se inicia até que o objeto fique totalmente pronto.

Os materiais mais comuns utilizados nas impressoras 3D são o plástico ABS (ou Acrilonitrila Butadieno Estireno). Este tipo de polímero é bastante rígido e leve, apresentando um bom equilíbrio entre resistência e flexibilidade e o PLA (ácido poliático), que é um polímetro biodegradável, produzido a partir de ácido láctio fermentado a partir de culturas. Lembrando que eles não são os únicos, mas sim os mais comuns.

Também existem as impressoras 3D por fusão a laser. Neste caso, os materiais utilizados mais comuns são o plástico e metal.  Diferentemente das impressoras de fusão e acumulação, em que a matéria-prima é fornecida por filamentos plásticos, aqui o material é em formato de um pó ultrafino que é bombardeado por um laser de alta potência até que entre em ponto de fusão para formar as camadas.

Para que um objeto seja impresso com a tecnologia tridimensional é preciso que se tenha um projeto e software de edição 3D instalado no computador. Muitas empresas que investem na fabricação deste tipo de equipamento oferecem também aplicativos, que facilitam o uso da tecnologia tridimensional, como é o caso da impressora de brinquedos lançada pela Mattel. Pode-se investir também em cursos gratuitos na internet, que ensinam como criar projetos em 3D.

Que tipos de objetos posso imprimir?

Existe uma gama de peças que podem ser fabricadas a partir da impressão 3D e sempre surgem novas opções e experimentos.  Entre elas estão, joias, esculturas, miniaturas, maquetes, peças para máquinas, próteses, ou alimentos como chocolates. Até mesmo um carro já pode ser montado a partir da impressão tridimensional. Mas esta parte ficará para daqui a pouco, quando falaremos sobre as curiosidades ligadas às impressoras 3D.

A história

Se você gosta de conhecer a origem das coisas, saiba que a primeira impressora 3D a todo vapor surgiu em 1984, com o norte americano Charles Hull. Poucos anos depois, ele fundou a 3D Systems Corp., patenteando sua criação e diversas formas de impressão, bem como iniciando a comercialização da tecnologia. O sucesso foi tanto que a empresa permanece como uma das líderes no segmento até hoje.

Com o tempo e o avanço nos métodos de impressão, o custo destas impressoras vem barateando cada vez mais. Na década de 90 era preciso desembolsar em torno de um milhão de dólares por uma delas. Passadas pouco mais de duas décadas, existem modelos que podem ser adquiridos por menos de mil doláres.

Quanto custa uma impressora 3D?

O mercado das impressoras 3D expandiu muito nos últimos anos e já existem fabricantes brasileiras do produto. Ou seja, para adquirir a máquina pode-se optar por um modelo importado, ou um fabricado aqui mesmo, no Brasil.  No Mercado Livre há diversas opções do produto, com preços que variam entre R$ 2.300 a R$ 19.599. Em breve a impressora 3D de brinquedos da Mattel, deve chegar ao mercado custando U$ 300 dólares (cerca de R$ 1.200), preço muito mais em conta do que o habitual cobrado pelas impressoras 3D.

Curiosidades

Agora sim, vamos às curiosidades! Como já citado acima, através da impressão tridimensional, o apresentador de um programa de televisão americano, Jay Leno, imprimiu peças de seu Stanley Steamer 1909, um calhambeque movido a vapor. Jay é fã de carros antigos, no entanto, encontrar peças para este tipo de veículo é muito difícil. Por isso, ele resolveu ressussitar o seu carro utilizando a impressão 3D. Em 2011, foi lançado o Urbee, primeiro automóvel impresso em 3D - embora só a carroceria tenha sido feita assim.

Você já imaginou uma casa sendo impressa, não apenas em tinta no papel,  mas com estruturas de até seis metros por seis metros? Em 2007 o italiano Enrico Dini criou uma megaimpressora 3D que usa areia e uma cola à base de magnésio para fazer casas. A construção demora até quatro vezes menos tempo do que pelo método tradicional. No futuro, Dini pretende construir abrigos para sobreviventes de catástrofes e casas populares para população de baixa renda. 

Agora imagine que toda vez que bater aquela fome, ao invés de cozinhar ou ir até o mercado comprar comida, você possa simplesmente imprimir o alimento.  Isto já é quase possível. O projeto Cornucópia, criado pelo designer brasileiro Marcelo Coelho e o engenheiro israelense Amit Zoran, é composto por uma impressora 3D de alimentos, um braço robótico para prepará-los e um mixer. O equipamento usa capsulás de ingredientes colocadas nos compartimentos da máquina para moldar e preparar a comida. Já foi possível imprimir bombons de chocolate, nozes e avelã, mas no futuro Coelho acredita que será possível imprimir até mesmo uma feijoada.

Outra funcionalidade das impressoras 3D é a impressão de roupas e sapatos. Em 2011, os vestidos 3D da holandesa Iris van Herpen estiveram entre as 50 melhores invenções da revista americana Time. Em vez de prancheta e tesoura, ela usou computador e impressora para criar roupas, sapatos e acessórios. Biquínis feitos de náilon, sem nenhum ponto de costura, também já foram produzidos através de uma impressora 3D.

Vacinas. A ideia de impressão de vacinas ainda é apenas isto, uma ideia, mas que já existe e está sendo estudada.  O geneticista americano, Craig Venter, prevê a criação de uma impressora capaz de produzir o produto. Já pensou? No período de campanha de vacinação, você vai no site do Ministério da Saúde, faz login e baixa uma vacina contra Gripe, Pólio ou Hepatite. Assim, parece prático e fácil, mas na realidade o método precisa ser seguro e ficaz, para que não ocorra nenhum tipo de falha.

E então, gostou da história e funcionalidades da Impressora 3D? O que acha do produto? Gostaria de ter uma em casa? Participe, deixe sua opinião nos comentários!