Durante séculos, o marfim foi frequentemente usado para fazer objetos de arte. Mas, para proteger as populações de elefantes, o comércio de marfim foi proibido internacionalmente em 1989. Para restaurar partes de marfim de objetos de arte antigos, deve-se, portanto, recorrer a materiais substitutos – como ossos, conchas ou plástico. No entanto, até agora não houve uma solução realmente satisfatória.
Pela Universidade de Tecnologia de Viena publicado por Phys.
A TU Wien (Viena) e a empresa de impressão 3D Cubicure GmbH, criada como um spin-off da TU Wien, desenvolveram agora um substituto de alta tecnologia em cooperação com o Departamento para o Cuidado da Arte e Monumentos e Restauração Addison da Arquidiocese de Viena: o novo material “Digory” consiste em resina sintética e partículas de fosfato de cálcio. É processado a quente, no estado líquido e endurecido na impressora 3D com raios UV, exatamente no formato desejado. Ele pode então ser polido e ter sua cor combinada para criar um substituto de marfim aparentemente autêntico .
Bonito e mecanicamente estável
“O projeto de pesquisa começou com um valioso caixão estatal do século 17 na igreja paroquial de Mauerbach”, disse o Prof. Jürgen Stampfl do Instituto de Ciência e Tecnologia de Materiais da TU Wien. “Ele é decorado com pequenos enfeites de marfim, alguns dos quais se perderam com o tempo. A questão era se eles poderiam ser substituídos pela tecnologia de impressão 3D.”
A equipe já tinha experiência com materiais semelhantes: o grupo de pesquisa também trabalha com materiais cerâmicos para tecnologia odontológica, por exemplo. No entanto, foi uma tarefa desafiadora desenvolver um substituto adequado para o marfim: “Tivemos que cumprir uma série de requisitos ao mesmo tempo”, disse Thaddäa Rath, que trabalhou no projeto como parte de sua dissertação. “O material não deve apenas parecer marfim, a resistência e a rigidez também devem ser adequadas e o material deve ser moldável.”
Estereolitografia na impressora 3D
Por meio de vários experimentos, Thaddäa Rath e outros membros da equipe da TU Wien e Cubicure conseguiram encontrar a mistura certa: minúsculas partículas de fosfato de cálcio com um diâmetro médio de cerca de 7 µm foram incorporadas em uma resina especial, juntamente com pó de óxido de silício extremamente fino . A mistura é então processada em alta temperatura nas impressoras 3D Cubicure usando o processo de litografia a quente: Camada por camada, o material é curado com um laser UV até que o objeto completo seja finalizado.
“Você também deve ter em mente que o marfim é translúcido”, explica Thaddäa Rath. “Somente se você usar a quantidade certa de fosfato de cálcio o material terá as mesmas propriedades translúcidas do marfim.” Depois, pode-se retocar a cor do objeto – a equipe obteve bons resultados com o chá preto. As linhas escuras características que normalmente atravessam o marfim também podem ser aplicadas posteriormente com alta precisão.
Não há mais presas!
No campo da restauração, este é um grande passo em frente: com o novo material “Digory”, além de ser melhor, mais bonito e mais fácil de trabalhar com substituto para o marfim disponível do que antes, a tecnologia 3D também possibilita a reprodução os melhores detalhes automaticamente. Em vez de esculpi-los meticulosamente em material substituto de marfim, os objetos agora podem ser impressos em questão de horas.
“Com nossos sistemas de impressão 3D especialmente desenvolvidos, processamos diferentes formulações de materiais para áreas de aplicação completamente diferentes, mas este projeto também foi algo novo para nós”, diz Konstanze Seidler, da Cubicure. “Em qualquer caso, é mais uma prova de quão diversas são as possíveis aplicações da estereolitografia.”
A equipe espera que o novo material “Digory” seja geralmente aceito no futuro – como um substituto do marfim de alta qualidade estética e mecânica, para o qual nenhum elefante precisa perder uma presa.
Mais informações: Thaddäa Rath et al. Desenvolvendo um material semelhante ao marfim para fabricação de aditivos com base em estereolitografia, Applied Materials Today (2021). DOI: 10.1016 / j.apmt.2021.101016.
