QUANDO A PANDEMIA chegou, a cadeia de suprimentos quebrou. Não só era difícil enviar mercadorias regulares, mas a rede global de transporte também não conseguia equipar os trabalhadores com equipamentos de proteção individual suficientes para reduzir o congestionamento. Naquela época, a empresa de impressão 3D Re: 3D começou a planejar, não apenas como fornecer protetores faciais e outros EPIs, mas como ignorar alguns desses problemas de envio.
O Gigalab é o culminar desse projeto. Com o Gigalab, o Re:3D visa fornecer tudo o que é necessário para transformar materiais recicláveis, como garrafas de água ou copos de plástico, em bens úteis. A configuração inclui três componentes principais. Um granulador tritura o plástico usado. Em seguida, um secador remove o excesso de umidade. Finalmente, a impressora 3D Gigabot X… er, bem, ela imprime objetos. Você também precisa de algum espaço na mesa para fazer o trabalho, como cortar garrafas plásticas.
Tudo isso cabe dentro de um único contêiner que pode ser enviado para qualquer lugar do mundo. Simplificando: é um laboratório portátil onde o lixo entra e o tesouro sai.Jogo de pellets
A chave para fazer o laboratório funcionar é uma grande inovação em uma pequena parte do processo de impressão 3D: a extrusora. A maioria das impressoras 3D cria objetos usando um sistema de extrusão – isto é, aquecendo o plástico e pressionando-o através de um bico em uma mesa de impressão. Se você já viu uma impressora 3D de consumo, provavelmente já viu esse plástico vir na forma de um filamento, mas algumas impressoras usam pellets. Essas pequenas esferas ou cilindros processados podem fluir suavemente para o sistema de extrusão, mas são mais fáceis de embalar e podem ser alimentados continuamente em algumas impressoras 3D.
Transformar materiais recicláveis, como garrafas plásticas usadas, em pellets geralmente significa enviar o material para um centro de processamento. Lá, eles são derretidos, moldados em pellets e enviados para onde são necessários (o que às vezes pode fazer com que os pellets se percam no trânsito e poluam o meio ambiente).
O Gigalab X , no entanto, pode pular completamente o processo de granulação. Ao contrário da maioria das impressoras 3D, ela pode aceitar plásticos triturados – que são de formato irregular e não fluem tão bem quanto pellets – sem ficarem presos e causar falhas nas impressões. Isso significa que os plásticos usados podem ser triturados diretamente no granulador do Gigalab. Após uma breve parada no secador para remover o excesso de umidade, eles podem ser despejados diretamente no alimentador do Gigabot X.
Garrafas e copos de plástico são as matérias-primas mais óbvias, mas o Gigalab pode processar muito mais. Em um encontro em Austin durante o SXSW, Re:3D me mostrou os restos de folhas de plástico que foram usadas para imprimir carteiras de motorista. A embaixadora do Re:3D, Charlotte Craff, disse à TecInforme que eles poderiam ser jogados no granulador. Mesmo as estruturas de suporte que uma impressão 3D precisa para funcionar corretamente podem ser quebradas e regranuladas para serem usadas na próxima impressão.
“Se você pudesse fabricar no local as coisas de que precisa, especialmente em tempos de crise ou durante um desastre natural”, disse Craff, “será capaz de apoiar sua comunidade muito mais rapidamente do que se precisasse contar com ajuda externa chegando.”
Se pode ser feito de plástico, o Gigalab pode fazê-lo. No início da pandemia, a Re:3D – como muitas outras empresas de impressão 3D – começou a fabricar peças para protetores faciais e protetores auriculares . Mas a empresa também espera que as comunidades locais possam ajudar a decidir por si mesmas o que precisam, e que sejam desenhadas e impressas onde estiverem.
Durante minha visita à sede da Re:3D em Houston, a empresa me mostrou uma cesta de colheita de café especial, projetada com a contribuição dos trabalhadores da Sandra Farms em Porto Rico. Anteriormente, eles usavam baldes genéricos de 5 galões ou sacos de fertilizantes para transportar café. Mas com a ajuda dos trabalhadores, a Sandra Farms conseguiu baldes mais profundos, projetados para caber na cintura do usuário, e até mesmo prender alças de ombro para facilitar o transporte dos baldes. Com o Gigalab, projetos como esses (publicados pela primeira vez em 2020) podem eliminar totalmente o processamento offshore.
Mãos humanas
Isso não quer dizer que não seja necessário nenhum processamento para flocos de plástico granulado. Um ser humano ainda precisa separar diferentes tipos de plásticos em recipientes separados, e recipientes antigos ainda precisam ser enxaguados – um processo que Craff diz não ser mais complicado do que lavar pratos. Enquanto estava nas instalações de Houston, observei um funcionário remover os rótulos das garrafas de água e recortar cuidadosamente as seções que ainda tinham adesivo colado nelas.
Este é um trabalho que os humanos podem fazer em qualquer lugar, em vez de exigir equipamentos especializados em grandes centros de processamento, possivelmente a milhares de quilômetros de distância. Quase qualquer lugar que seja uma fonte de muito plástico usado poderia, hipoteticamente, se tornar uma fábrica. É um modelo que Joshua Pearce, do John M. Thompson Center for Engineering Leadership & Innovation, chama de “reciclagem distribuída e manufatura aditiva”. E ele acredita que pode ser um divisor de águas.
“Neste momento, a razão pela qual há pilhas de plástico por toda parte, e não reciclamos a maior parte, é que simplesmente não faz sentido econômico”, disse Pearce à TecInforme em um email. centro de reciclagem — aquele plástico de alto volume e baixa densidade tem que ser enviado para lá. Mas se você puder reciclá-lo localmente em algo que você deseja, ou algo que possa ser vendido, isso realmente funciona.
É o caso de dois Gigalabs que serão instalados na Academia da Força Aérea dos Estados Unidos no final de 2022. Uma vez instalados, os Gigalabs usarão plásticos do refeitório da academia para criar objetos que a academia precisa, como projetos de aviões educacionais. “Os alunos vão projetar pequenos aviões, imprimi-los em 3D, colocar um pequeno motor na parte de trás, atirar neles e observar como eles voam e medir todas essas coisas e aprender sobre aerodinâmica ao fazê-lo”, disse Craff à TecInforme.
A empresa já começou a usar plásticos reciclados da academia. Samantha Snabes, cofundadora da Re:3D, “sentou-se no refeitório e os alunos entraram e almoçaram e deixaram todo o plástico. Então ela coletou um monte de tipos diferentes de garrafas de leite e recipientes de cereais e enviou tudo para cá”, continuou Craff. Uma vez instalados os Gigalabs, o plástico não precisaria ser enviado para nenhum lugar.
Outra possibilidade que o Re:3D quer explorar é reconstruir os recifes de coral. O espaço do fabricante Engine 4 em Porto Rico – que usa as impressoras Gigabot 3 + da Re:3D – tem trabalhado com o Projeto Reef3D para imprimir em 3D réplicas de corais para ajudar a fauna marinha a crescer novamente. Craff disse à WIRED que o projeto atualmente usa plástico não reciclado que precisa ser enviado.
“O que queremos fazer é levar nosso Gigalab até lá com uma impressora Gigabot X 3D com a extrusora de flocos. Então você pode usar PLA reciclado [plástico de ácido polilático] nesse sistema”, disse Craff.
Linha de chegada
Em um mundo cheio de vaporware, o Gigalab está pronto para funcionar. O sistema de extrusão de flocos funciona – no encontro no início deste ano em Austin, assisti a uma impressora 3D sentada do lado de fora de um pub espremer um modelo, alimentado por flocos granulados de plásticos recicláveis – e todo o equipamento necessário para processar materiais cabe dentro de uma remessa container, com espaço sobrando para mesas de trabalho.
O Gigalab foi projetado para funcionar fora da rede, usando energia renovável, em qualquer lugar do mundo – incluindo ilhas, onde a maioria dos produtos precisa ser importada e a instalação de fabricação local pode ser difícil. Neste ponto, Craff disse à TecInforme que a principal tarefa restante é projetar o sistema elétrico. Os primeiros modelos usarão um gerador, movido a combustível como diesel, gasolina ou gás natural. Mas espera-se que os Gigalabs que a empresa está enviando para a Academia da Força Aérea sejam movidos por turbinas eólicas portáteis.
Pearce também observa que esse conceito pode ser útil em áreas de desastres humanitários, onde algumas empresas já trazem impressoras 3D para criar itens necessários no terreno. “Acho que para esse tipo de aplicativo, posso ver vários desses laboratórios Re:3D sendo descartados no local e eles começam imediatamente.”
Na verdade, as garrafas de água das quais o socorro a desastres geralmente dependem para distribuir água potável são perfeitas para laboratórios de impressão 3D localizados. Como observa Pearce, usar garrafas de diferentes regiões e com históricos diferentes às vezes pode resultar em impressões de qualidade inferior, ou mesmo impressões que falham e desperdiçam material. Mas os paletes de garrafas limpas de uma única fonte fornecem o material ideal para impressão no local. “Especialmente se você estiver usando a mesma coisa, isso possibilita obter uma impressão de qualidade muito superior.”
Ainda é cedo para o Gigalab, mas a Re:3D espera que, no futuro, a tecnologia permita que as comunidades criem os produtos de que precisam e imprimam de seu próprio lixo, tudo em um só lugar. A empresa até torna seus projetos de código aberto – você pode baixar os arquivos STEP e os diagramas elétricos aqui mesmo – para que outras pessoas possam usar ou iterar nos projetos. As comunidades são muito melhores em determinar suas próprias necessidades do que as agências externas. Espero que o Gigalab possa ajudar.
