Máquina de tricô 3D da Universidade Cornell funde artesanato e tecnologia para produzir objetos sólidos com fios comuns

Pesquisadores da Universidade Cornell anunciaram o desenvolvimento de um protótipo que tricota objetos tridimensionais utilizando fios convencionais, ampliando o alcance da manufatura digital ao combinar técnicas tradicionais de artesanato com automação controlada por computador.

Quem está por trás da inovação

O trabalho foi realizado por um grupo de cientistas da Universidade Cornell, liderado pelo professor François Guimbretière. A equipe contou ainda com a participação de colaboradores vinculados à Universidade Carnegie Mellon, instituição que já acumula experiência no uso de softwares para converter máquinas de tricô convencionais em impressoras têxteis de alto desempenho. Essa união acadêmica reforça o caráter interdisciplinar do projeto e destaca o interesse crescente de centros de pesquisa em métodos alternativos de fabricação.

O que a máquina faz de diferente

A principal função do equipamento é produzir formas sólidas em três dimensões por meio de pontos de tricô. Em vez de deposição de plástico ou metal, como ocorre nas impressoras 3D tradicionais, o novo sistema utiliza fios comuns, permitindo a criação de peças flexíveis, resistentes e potencialmente mais acessíveis em termos de custo. O resultado final se assemelha aos produtos obtidos manualmente por tricoteiras, mas surge de um processo totalmente automatizado.

Quando e onde o estudo foi apresentado

O avanço foi divulgado em setembro de 2025 durante o Simpósio da ACM sobre Software e Tecnologia de Interface de Usuário, realizado em Busan, na Coreia do Sul. A escolha desse fórum internacional indica a relevância do tema para a comunidade de interfaces homem-máquina e para o universo da fabricação digital, áreas que buscam soluções capazes de integrar precisão computacional e maleabilidade de materiais.

Estrutura física do protótipo

O dispositivo possui uma base formada por 36 agulhas de tricô dispostas em um bloco de 6 x 6. Cada agulha traz ganchos duplos simétricos produzidos em impressão 3D e conectados a tubos de latão. Essa configuração permite que as partes frontal e traseira operem de maneira independente, recurso que possibilita alternar rapidamente entre diferentes tipos de ponto, reproduzindo o comportamento do tricô executado à mão.

Sobre a base, uma cabeça motorizada distribui o fio de forma automática. O trajeto percorrido por essa cabeça, bem como o padrão exato de cada ponto, é definido por um programa de computador. Dessa forma, o sistema combina hardware mecânico, componentes fabricados em 3D e controle de precisão gerenciado por software.

Como o processo de tricô 3D acontece

A produção inicia-se com o carregamento do padrão digital que descreve o objeto a ser tricotado. O software traduz essa geometria em instruções específicas, indicando quais agulhas devem se mover, em que sequência e com qual tensão do fio. Durante a execução, as agulhas capturam e liberam as laçadas em ciclos coordenados, construindo camadas sucessivas que se interligam até formar o volume desejado.

A presença dos ganchos duplos simétricos confere versatilidade, pois as agulhas podem segurar pontos simultaneamente em ambas as direções. Isso dá ao sistema flexibilidade para criar variações na espessura e até promover regiões de maior ou menor rigidez, controladas ponto a ponto, algo que equipara a técnica à expressividade observada em impressoras 3D que operam com polímeros.

Estado atual do protótipo

No estágio presente, a máquina ainda opera em velocidade limitada e é suscetível a falhas pontuais, como a queda de laçadas. Mesmo com essas imperfeições, o sistema já conseguiu produzir objetos simples, entre eles aquecedores de pulso, pirâmides e caixas. Essas formas demonstram a viabilidade do método e servem como prova de conceito para modelos mais complexos que poderão surgir conforme o controle automatizado seja refinado.

Os pesquisadores reconhecem que a expansão do bloco de agulhas, aliada a algoritmos de coordenação mais sofisticados, tende a reduzir erros e ampliar o portfólio de produtos. A expectativa é que o acréscimo de mais agulhas aumente a resolução e acelere o ritmo de fabricação, permitindo a produção de peças maiores ou com detalhes mais minuciosos.

Por que a abordagem é relevante

Entre os benefícios apontados pela equipe de Cornell estão:

1. Controle preciso de espessura e rigidez
Como cada ponto pode ser programado individualmente, o usuário consegue definir zonas mais densas ou mais leves, adaptando o objeto a requisitos mecânicos específicos.

2. Uso de fios comuns e redução de custos
A matéria-prima necessária é facilmente encontrada no mercado, dispensando filamentos especiais ou ligas metálicas caras, o que pode baratear a produção em escala.

3. Peças flexíveis e resistentes
A malha tricotada suporta deformações sem perder integridade, característica que amplia as oportunidades de aplicação em cenários que demandam elasticidade.

4. Expansão das fronteiras da fabricação 3D
Ao deslocar o foco do plástico e do metal para fibras têxteis, a pesquisa abre espaço para soluções inéditas em áreas como vestuário técnico, dispositivos médicos e design de interiores.

Potenciais aplicações na saúde

Uma das possibilidades destacadas pelos cientistas envolve a confecção de estruturas tridimensionais que funcionem como andaimes para o cultivo de ligamentos ou veias artificiais. Nessa hipótese, a precisão no controle de rigidez permitiria ajustar a malha às exigências biomecânicas de cada tecido. Embora a aplicação ainda dependa de estudos adicionais, o conceito ilustra como o tricô 3D pode extrapolar o campo do vestuário e ingressar na engenharia biomédica.

Contribuições da Universidade Carnegie Mellon

A participação da Carnegie Mellon agrega conhecimento prévio em automação têxtil. Pesquisadores da instituição já haviam desenvolvido softwares capazes de transformar máquinas de tricô industriais em plataformas de impressão têxtil tridimensional. Também foram criados protótipos de móveis tricotados por robôs, capazes de mudar de forma mediante um único puxão. Essas experiências ofereceram subsídios técnicos valiosos para a iniciativa conduzida em Cornell.

Impacto no cenário da fabricação digital

A apresentação do estudo no Simpósio da ACM sinaliza o interesse da comunidade científica por rotas alternativas de produção, principalmente aquelas que conciliam a plasticidade dos materiais têxteis com a precisão de comandos digitais. Se evoluir conforme previsto, a tecnologia poderá introduzir novos paradigmas de personalização em massa, onde parâmetros de espessura, elasticidade e formato sejam ajustados via software e materializados em fio com mínima intervenção humana.

Próximos passos segundo os pesquisadores

Para avançar, o grupo planeja aumentar o número de agulhas, aprimorar o algoritmo de controle e testar geometrias mais complexas. A meta principal é eliminar erros como a perda de laçadas, garantir repetibilidade e explorar a criação de objetos que combinem múltiplas variações de densidade na mesma peça. Tais evoluções serão fundamentais para que o tricô 3D alcance aplicações comerciais ou clínicas.

Ao reunir artesanato, impressão 3D e programação, a máquina criada na Universidade Cornell evidencia que a fabricação digital pode ir além dos métodos consagrados, introduzindo a textura e a flexibilidade dos fios no universo da produção automatizada.