Afinal, de onde vêm os plásticos para Impressão 3D?

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Entender de onde vem os plásticos de impressão 3D é um importante passo para saber os impactos e os benefícios da aplicação desta tecnologia, principalmente quando começa a ganhar mais notoriedade e aplicabilidade na indústria. Sendo parte da cultura humana há muito tempo com os plásticos orgânicos, os plásticos sintéticos ganharam espaço no século XX com o desenvolvimento químico industrial e são parte do dia a dia da impressão 3D.

Esses tipos de materiais são tão presentes na vida das pessoas que é difícil imaginar um tempo sem eles, principalmente para tecnologias como a manufatura aditiva. Os plásticos de impressão 3D, como os fotopolímeros e termoplásticos, são importantes para toda a aplicação da manufatura aditiva — e é importante saber de onde eles vem.

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Os plásticos de impressão 3D e as suas características

Os fotopolímeros

Os fotopolímeros possuem grande aplicação no mercado da impressão 3D com uma variedade de tipos disponíveis. Dos materiais químicos básicos que formam esse tipo de resina curável por UV, os três componentes principais podem ser elencados como:

• Aglutinantes;
• Monômeros;
• Fotoiniciadores.

Estes três são frequentemente combinados com aditivos, agentes químicos, corantes e plastificantes. Os aglutinantes podem ter um percentual de 50% a 80% do volume total da resina plástica, enquanto os monômeros constituem de 10% a 40% da fórmula da resina. Os fotoiniciadores constituem uma pequena porção do total da resina e são igualmente importantes para a qualidade final do plástico utilizado.

Aglutinantes e Monômeros

Dentro dos grupos de aglutinantes e monômeros existem diversos materiais sintéticos que possuem um papel importante entre os plásticos de impressão 3D. O Estireno é um dos primeiros exemplos, sendo um hidrocarboneto obtido através do tratamento químico do petróleo bruto. Outro exemplo é o alceno ou a olefina, que é obtido através do gás natural ou nafta.

Fotoiniciadores

Este tipo de material tem pouco percentual utilizado, mas possui o seu local de importância na fabricação dos plásticos de impressão 3D. Os sais de diariliodônio são um exemplo da complexidade para a sua geração e são feitos a partir do iodo obtidos através da mineração de rocha de caliche ou da extração de salmoura, que ocorre em campos de gás natural.

A benzofenona também é um importante fotoiniciador, sendo derivado do benzeno ou do metanol e produzido através de uma reação entre o monóxido de carbono e o hidrogênio sobre um catalisador.

Os termoplásticos

Os termoplásticos possuem uma química um pouco mais simples, sendo assim, são considerados os mais descomplicados entre os plásticos de impressão 3D. Após ser colocado no equipamento, este material requer apenas o derretimento de um único material que resfria e endurece para formar os objetos com a manufatura aditiva. Aqui não há necessidade de fotoiniciadores e alguns exemplos de aplicação dos termoplásticos são a poliamida, o ácido poliáctico (ou o PLA), os poliésteres, estirenos e o policarbonato.

As implicações da Indústria de Plásticos

Os combustíveis fósseis estão presentes na maioria esmagadora dos plásticos de impressão 3D, como os citados acima. Os plásticos são geralmente feitos utilizando os subprodutos da extração dos combustíveis fósseis, tendo as duas cadeias de produção intimamente ligadas e contribuindo também com a emissão de gases do efeito estufa e do uso primário de energia elétrica.

Os bioplásticos

Dado o impacto da produção de plásticos através dos combustíveis fósseis, os bioplásticos tem ganhado cada vez mais terreno entre os plásticos de impressão 3D, principalmente com a transformação global em prol da energia limpa. O PLA é um dos principais exemplos da dominância dos bioplásticos, com uma incrível capacidade de adaptação e de produção de peças com o mesmo nível de qualidade desejada.

Como exemplo, a utilização de PLA pode reduzir em até 25% a emissão de gases do efeito estufa e serve para impactar ainda mais a adoção deste tipo de plástico orgânico. Como um contraponto a utilização do PLA e dos bioplásticos, existe a discussão sobre a competição com a produção de alimentos para o consumo humano.

O futuro dos plásticos de impressão 3D

Diversos grupos de pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias, como a 3D Fila, estão trabalhando para a adoção de novos tipos de materiais na manufatura aditiva, que irão melhorar e desenvolver os plásticos de impressão 3D. Estes novos plásticos podem não ter os mesmos efeitos negativos dos plásticos comuns, como a conversão de águas residuais, resíduos alimentares, entre outros tipos.

Para evitar a competição entre os bioplásticos e a produção de alimentos para o consumo humano, grupos de pesquisa estão apontando em ferramentas biológicas para produzir açúcar e convertê-lo em plástico por bactérias. Outro grupo estuda a conversão de metano em usinas de tratamento de água em PHA, também com a utilização de bactérias.

Um ponto importante do futuro dos plásticos de impressão 3D é o desenvolvimento de métodos de impressão 3D com celulose e quitina de origem natural, além de lignina imprimível em 3D feita a partir de árvores, plantas e culturas agrícolas.

A reciclagem também é um ponto alto neste futuro, principalmente com a criação de plásticos para a impressão 3D através de produtos reciclados. A criação de máquinas para a reciclagem de objetos de plástico para fazer filamentos de impressão 3D é uma ótima forma de aplicar a tecnologia em prol do futuro dos plásticos de impressão 3D.

Saiba mais!

Olhando para o futuro, os plásticos de impressão 3D possuem um grande potencial para se transformarem em materiais mais ambientalmente sustentáveis. Além disso, os atuais materiais utilizados na impressão 3D podem contribuir para o sucesso da tecnologia, que a cada dia ganha mais formas de transformar modelos 3D computacionais em objetos impressos e reais.

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