Impressão 4D: fundamentos e bibliometria

Abstract

A impressão 3D, que transforma modelos digitais em objetos físicos tridimensionais, tem ganhado popularidade em vários setores industriais e científicos. Recentemente, a impressão 4D surgiu como uma inovação revolucionária, introduzida pelo MIT, que adiciona uma "quarta dimensão" de tempo ou estímulos ambientais ao processo de fabricação. Diferente da impressão 3D, a impressão 4D permite que os objetos se transformem e se auto montem, aumentando suas funcionalidades. Apesar de seu potencial, a impressão 4D enfrenta desafios significativos relacionados à seleção de materiais inteligentes e à compreensão de suas reações em diferentes condições. Sendo assim o objetivo do presente trabalho é explorar os desafios e obstáculos associados à fabricação 4D, com foco na utilização de materiais inteligentes, identificando métodos de fabricação, adequação de equipamentos, e as reações dos materiais a diferentes estímulos, para desenvolver uma metodologia eficaz para a seleção de materiais inteligentes. Este trabalho adotou uma abordagem qualitativa e descritiva, utilizando um método hipotético-dedutivo e procedimentos de pesquisa bibliográfica. A pesquisa se baseia em uma revisão de literatura, consultando livros, artigos, teses e outras fontes acadêmicas relevantes disponíveis na internet, especialmente através do Scopus e Google Acadêmico. O foco está na análise de publicações sobre impressão 4D e materiais inteligentes, abrangendo o período de 2013 a 2022. Observa-se que a impressão 4D apresenta vantagens significativas sobre a impressão 3D, incluindo a capacidade de criar estruturas adaptáveis e responsivas a estímulos variados, como umidade, temperatura, luz e eletricidade. Esses materiais inteligentes e multimateriais proporcionam maior eficiência, qualidade e desempenho, permitindo autoaprimoramento e contribuições para práticas de construção sustentáveis. O uso de polímeros ativos e o desenvolvimento de novos materiais e softwares específicos são essenciais para avançar na impressão 4D. Ressalta-se que a impressão 4D reduz o tempo de fabricação, o trabalho humano e os custos logísticos, possibilitando designs personalizados e aplicações avançadas em áreas como medicina, robótica e engenharia aeroespacial. No entanto, apesar dos avanços recentes, a impressão 4D ainda enfrenta desafios significativos, incluindo a necessidade de novos materiais, softwares especializados e a complexidade no design de estruturas adaptáveis. A colaboração multidisciplinar e o contínuo desenvolvimento de tecnologia serão essenciais para superar esses obstáculos e viabilizar a adoção generalizada da impressão 4D, prometendo transformar diversos setores e criar novas oportunidades no futuro.