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Impressão 4D cria asas que mudam de forma em pleno voo

Pesquisadores da Universidade Concórdia, no Canadá, desenvolveram um novo método de impressão 4D que pode melhorar a construção de asas para drones, tornando esse processo de fabricação mais eficiente e barato, em comparação com as técnicas utilizadas atualmente.

Usando esse novo sistema de impressão, eles conseguiram produzir asas adaptáveis capazes de alterar a própria forma em pleno voo (ACTE, na sigla em inglês). A tecnologia experimental substitui a chamada “borda de asa articulada”, geralmente presa ao corpo da aeronave, podendo ser dobrada em até 20 graus.

“Nosso trabalho mostra que um veículo aéreo não tripulado — de pequeno ou médio porte — usando esse tipo de asa, pode suportar uma boa quantidade de carga durante voos mais longos, sem danificar a estrutura principal da aeronave”, explica o professor de engenharia mecânica Suong Hoa, autor principal do estudo.

Impressão 4D

A fabricação de objetos em 4D é semelhante ao processo de impressão 3D, exceto por alterar a forma dos materiais que reagem a determinados estímulos, como água, frio ou calor. A impressão inicial é feita em uma superfície plana que é então exposta a esse estímulo, causando uma reação e alterando o seu formato.

Impressora 4D usada na fabricação das asas (Imagem: Reprodução/Concordia University)
Impressora 4D usada na fabricação das asas (Imagem: Reprodução/Concordia University)

Já a impressão 4D composta é mais complexa. Em vez de utilizar substâncias macias, ela se baseia em uma combinação de resinas com filamentos longos e finos, cada um deles com apenas 10 mícrons de espessura — cerca de 1/10 do diâmetro de um fio de cabelo humano.

“Uma impressora 4D desenrola essa mistura filamento-resina em camadas ultrafinas, com ângulos de 90 graus entre si. Essas camadas são então compactadas e curadas em um forno a 180 °C e, em seguida, resfriadas a 0 °C, criando um objeto rígido, mas não quebradiço”, acrescenta Hoa.

Asas flexíveis

Segundo os pesquisadores, essa nova técnica de impressão 4D permite a criação de um material com uma curvatura mais uniforme entre as superfícies superior e inferior da borda da asa, tornando-a flexível e resistente o suficiente para suportar deformações superiores a 20 graus.

Asas impressas em 4D (Imagens: Reprodução/Concordia University)
Asas impressas em 4D (Imagens: Reprodução/Concordia University)

Essa flexibilidade acentuada é fundamental para garantir a manobrabilidade do voo, sem prejudicar o desempenho aerodinâmico da aeronave ou aumentar o consumo de combustível. Além disso, esse sistema de fabricação é mais barato e pode ser aplicado em escala industrial.

“A ideia é ter uma asa que possa mudar de forma facilmente durante o voo, trazendo um grande benefício econômico em relação às aeronaves de asa fixa. Outra vantagem é que, por ser plano e leve, esse material é fácil de embalar, podendo ser transportado por longas distâncias e até mesmo para o espaço, encerra o professor Suong Hoa.

Fonte: Canaltech

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