Professor da UFSC constrói impressora 3D para montar laboratório de física atômica


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O professor do Departamento de Física da UFSC, Jorge Douglas Massayuki Kondo, construiu uma impressora 3D apenas com peças que foram fabricadas por outra impressora da Universidade. O objetivo é utilizar o equipamento para produzir peças e montar um laboratório de física atômica, chamado Lab Átomo. A ferramenta está sendo utilizada para produzir dispositivos para experimentos e outros laboratórios, em colaboração com o professor Lúcio Farenzena.

A área de pesquisa de Massayuki é física atômica molecular voltada, principalmente, ao aprisionamento e resfriamento de átomos. Este procedimento consiste em colocar os átomos dentro de uma câmara sob alto vácuo, aprisionados por uma armadilha que usa lasers e campos magnéticos, para reduzir a velocidade e deixá-los parados e frios. Ao atingir uma temperatura muito baixa é possível que eles cheguem ao chamado quinto estado da matéria, conhecido como condensado de Bose-Einstein. Este fenômeno se revela quando um grupo de átomos passa a se comportar como um “átomo gigante”.

Professor Jorge Massayuki manuseia a impressora 3D do Lab Átomo.
Imagem: Giovanna Olivo

O Lab Átomo já tem espaço reservado e está sendo montado aos poucos. Jorge Massayuki explica que o primeiro passo foi instalar um sistema de segurança no local, pois a sala irá armazenar lasers infravermelhos que podem ser perigosos quando em atividade. Como o laboratório ainda não está finalizado e a oficina do departamento não está em pleno funcionamento, a ideia é imprimir e montar lasers, suportes de lentes e espelhos, entre outros equipamentos, exclusivamente com a impressora 3D.


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O professor conta que usou um projeto livre, disponível na internet, como base para a construção da impressora. A parte eletrônica foi oferecida pelo professor Lúcio Farenzena e foi necessária apenas a compra de alguns materiais como alumínio e pequenos motores. Ele conta que outros professores também se interessaram na construção devido a possibilidade de usá-la para imprimir peças e fazer novos experimentos.   

Massayuki teve contato com a impressora 3D quando estava fazendo pós-doutorado na Universidade de Durham, na Inglaterra. Ele percebeu que quando uma peça era feita na oficina mecânica demorava cerca de uma semana para ficar pronta, pois necessitava de um planejamento e recorte. Com a impressora, em poucas horas, as peças estavam prontas para serem utilizadas.

Impressora 3D em funcionamento.
Imagem: Jorge Massayuki

O professor explica que a impressora pode trabalhar com diversos tipos de polímeros como ABS, PLA e PET, que variam na flexibilidade do material. A primeira versão da impressora foi feita com o objetivo de fabricar um novo equipamento, com correções no projeto. Agora o professor conta com alunos de iniciação científica para poder projetar a nova impressora e construí-lá de acordo com as adaptações necessárias.

O Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC auxiliou na construção da primeira impressora, fornecendo a impressão das peças iniciais. O equipamento demora em torno de cinco horas para finalizar uma peça, dependendo do tamanho e do preenchimento. Uma das vantagens da impressão 3D é o fato de a peça ser impressa exatamente como foi projetada, sem a necessidade de passar por processo de usinagem.

Os polímeros utilizados na fabricação de peças em 3D são de baixo custo, um quilo de PLA, por exemplo, custa cerca de 120 reais e pode produzir diversas peças. Além de serem biodegradáveis, recicláveis e não tóxicos.

Um dos primeiros projetos que deve ser realizado com a nova impressora é a construção de um laser que custa em torno de 560 mil reais. Ao imprimir as peças no laboratório, Jorge Massayuki acredita que o equipamento irá custar em torno de 40 mil reais. O que representa uma grande economia ao Departamento.

Um uso muito importante das impressoras 3D na atualidade é na ortopedia, como a fabricação próteses. Ele conta que planeja uma parceria com o Departamento de Medicina no futuro para colocar em prática este projeto.




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