Cultivo de metais cria peças 3D ultrarresistentes e inovadoras

A impressão 3D de metais já vinha transformando setores como aeroespacial e biomédico, mas uma abordagem totalmente nova promete elevar a resistência e a complexidade das peças a outro nível. Pesquisadores da EPFL (Escola Politécnica Federal de Lausanne) desenvolveram um método inspirado em processos biológicos que faz o metal literalmente crescer, criando objetos tridimensionais ultrarresistentes.

Diferente das técnicas tradicionais, em que os materiais metálicos precisam ser preparados antes da impressão, essa inovação utiliza hidrogéis à base de água como matriz inicial. A partir daí, os sais metálicos são incorporados gradualmente, formando nanopartículas que permeiam toda a estrutura. Esse processo pode ser repetido várias vezes, permitindo criar compósitos densos e altamente resistentes.

Como funciona a técnica de crescimento metálico

O método pode ser resumido em etapas simples:

• Criação de uma estrutura 3D com hidrogel, usando fotopolimerização;
• Infusão do hidrogel com sais metálicos;
• Conversão química dos sais em nanopartículas metálicas;
• Repetição do ciclo para aumentar densidade e resistência;
• Aquecimento final para eliminar o hidrogel, deixando apenas o metal ou cerâmica.

Com este processo, um único molde de hidrogel pode gerar diferentes tipos de metais ou cerâmicas, dependendo do sal utilizado, ampliando a flexibilidade da fabricação aditiva.

Arquiteturas tridimensionais ultrarresistentes

A equipe demonstrou a técnica criando estruturas complexas chamadas giroides, intrincadas treliças que combinam leveza e força. Testes de pressão indicaram que os materiais suportam até 20 vezes mais pressão do que peças produzidas por métodos convencionais, mantendo deformação mínima.

Esse avanço é especialmente promissor para:

• Dispositivos biomédicos, que exigem formatos complexos e resistência elevada;
• Sensores e catalisadores, aumentando eficiência de conversão de energia;
• Metais de alta superfície, otimizando resfriamento em tecnologias de energia.

Além de fortalecer a indústria da manufatura, essa técnica inaugura um novo paradigma: a seleção de materiais ocorre após a impressão, e não antes, abrindo possibilidades inéditas para engenharia e design de materiais avançados.