Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts imprimiram em 3D os eletroímãs (solenóides) que sustentam muitos dispositivos. Como os eletroímãs são encontrados em muitos dispositivos eletrônicos, o desenvolvimento poderá revolucionar a fabricação de eletrônicos na Terra e no espaço.
Seção transversal de um eletroímã impresso em um ciclo (em uma moeda de 25 centavos). Fonte da imagem: MIT
Imagine poder criar, por exemplo, uma máquina de diálise completa utilizando apenas uma impressora 3D. Isto desempenhará um papel importante na Terra, onde nem todos e nem todos os lugares têm acesso a tais equipamentos médicos, e também se tornará inestimável para o espaço, onde praticamente não haverá escolha de materiais, peças sobressalentes e equipamentos. Os investigadores do MIT ainda estão longe de uma solução universal, mas deram um passo importante na direção certa e prometem continuar a avançar em direção ao seu objetivo.
Solenóides e eletroímãs – bobinas de fio enroladas em torno de um núcleo – são os blocos de construção fundamentais de muitos dispositivos eletrônicos, desde máquinas de diálise e ventiladores até máquinas de lavar e lava-louças. Uma equipe de engenheiros do MIT modificou uma impressora 3D comercial com múltiplas extrusoras para que pudesse imprimir eletroímãs tridimensionais em um único ciclo de impressão. A impressão de um único produto permitirá evitar erros de montagem se os eletroímãs forem impressos em partes.
Os cientistas tiveram que atualizar as extrusoras e aprender como regular a temperatura de cada uma delas. O ponto de fusão de todos os quatro componentes do futuro eletroímã era diferente e era importante evitar que o material já impresso se espalhasse. Plástico intercalado com metal foi usado para imprimir o fio condutor. O núcleo foi impresso a partir de dois tipos de plástico intercalados com material magnético macio, um dos quais foi fornecido na forma de grânulos em vez de fio. O dielétrico que isolava as espiras camada por camada era de plástico comum.
Durante os experimentos, os engenheiros aprenderam a imprimir um eletroímã com oito camadas de enrolamento, onde o fio era impresso em espiral. Experimentos mostraram que um eletroímã com diâmetro de 25 mm impresso dessa forma apresentava um campo magnético três vezes mais forte do que outros eletroímãs impressos anteriormente em impressoras 3D.
«“Algumas pessoas as desprezam [impressoras 3D de extrusão] porque são simples e não têm muitos recursos, mas a extrusão é um dos poucos métodos que permite a impressão monolítica multicamadas”, disseram os autores. . A impressora, atualizada para imprimir eletroímãs, custou aos pesquisadores US$ 4 mil. Mas graças à experiência adquirida, eles ficarão muito mais baratos no futuro.