Druk 4D – znany również jako system zmiany kształtu, to koncept gdzie do tradycyjnego druku 3D – tworzenia kształtów w osiach XYZ, dodaje się czwarty wymiar w postaci czasu. W druku 4D wykorzystuje się materiały reagujące na zewnętrzne czynniki, takie jak ciepło, światło, wilgotność, prąd elektryczny czy ciśnienie, dzięki czemu wydrukowane obiekty mogą przechodzić zmiany kształtu lub pozyskiwać nowe właściwości. Przykładem mogą być inteligentne tkaniny, które dostosowują swoją przepuszczalność w zależności od wilgotności, lub systemy kanalizacyjne, których elementy rozszerzają się lub kurczą w zależności od zmiany temperatury.
Chociaż druk 4D jest wciąż w fazie początkowej, już teraz można przewidzieć ogromny wpływ, jaki mógłby mieć na różne sektory przemysłu czy usług. Na Hubs – platformie świadczącej usługi produkcyjne z wykorzystaniem m.in. tradycyjnych technologii przyrostowych, pojawiło się opracowanie przedstawiające potencjalne możliwości wykorzystania druku 4D. Oto kilka przykładów, które w realnej perspektywie czasu mogą zrewolucjonizować wybrane branże:
- Medycyna: druk 4D może znacząco wpłynąć na produkcję implantów, które dzięki swojej zdolności do zmiany kształtu mogą dostosowywać się do ciała pacjenta; lekarze mogliby drukować implanty dentystyczne, które rozszerzają się i kurczą, dostosowując się idealnie do kości szczękowej pacjenta.
- Przemysł lotniczy i kosmiczny: komponenty zmieniające kształty pod wpływem określonych czynników fizycznych, mogą umożliwić samolotom dostosowywanie się do różnych warunków lotu, zmniejszając opór powietrza i zwiększając wydajność paliwową; z kolei druk 4D skrzydeł dronów, które mogą zginać się do 20° w reakcji na bodźce zewnętrzne, mogą znacznie poprawić wydajność lotu.
- Moda: zmiana kształtu aplikacji pozwoli projektantom tworzyć odzież i akcesoria, które dostosowują się zarówno do czynników środowiskowych, jak i preferencji użytkownika; kilka czołowych marek odzieżowych, jak Adidas, bada obecnie możliwość tworzenia butów drukowanych w 4D.
- Meble: druk 4D stwarza możliwość tworzenia mebli samomontujących się. Zamiast spędzać godziny na czytaniu instrukcji i bawieniu się narzędziami, konsumenci mogą obserwować, jak ich nowy mebel sam bierze kształt.
- Opakowania: dzięki technologii druku 4D możliwe jest stworzenie opakowania zdolnego do ochrony zawartości przed elementami zewnętrznymi, takimi jak deszcz, ekstremalne zimno czy ciepło, któe zmienia swój kształt w zależności od temperatury lub wilgotności na zewnątrz.
Badania dotyczące systemów zmieniających kształty są prowadzone przez MIT Self-Assembly Lab we współpracy ze Stratasys i Autodesk. W ostatnich latach dokonano wielu przełomów w tworzeniu materiałów samomontujących się i zmieniających kształt, z szerokim zakresem możliwych zastosowań. To jednak dopiero początek drogi… Wraz z dojrzewaniem technologii, otworzą się jeszcze więcej możliwości jakie ona daje. Jak podkreśla Alexandru Tilita – prezes & CEO w firmie 3DK Tech, największym wyzwaniem dla systemów morfujących kształty opartych o druk 4D, będzie ich adopcja przez branże końcowe. „Wdrożenie na większą skalę może nastąpić tylko wtedy, gdy kluczowi gracze na rynku zaczną stosować powszechnie tę technologię. Spodziewam się, że prawdziwy wpływ druku 4D na przemysł nastąpi dopiero w ciągu najbliższych 10-15 lat.”
Źródło: www.hubs.com
Zdjęcia: materiały prasowe
