3D-printen evolueert naar 4D: dit is wat we tot nu toe weten

Advertentie

Je hebt vast wel eens van gehoord 3d printen Wat is 3D-printen en hoe werkt het precies?Stel je voor dat je driedimensionale objecten rechtstreeks vanuit een printer in je huis zou kunnen printen. Toen ik een kind was op de basisschool, vond ik het geweldig als ik pizza's kon uitprinten ... Lees verder , dat is het printen van objecten uit materialen zoals plastic, beton en zelfs staal. Maar wist u dat de technologie al sinds de jaren zeventig bestaat?

Of misschien nog verrassender is het feit dat we binnenkort doorgaan naar de volgende fase van deze technologie: 4D-printen.

Het is moeilijk te geloven dat de technologie al zo lang bestaat, laat staan ​​dat we van nature doorgaan naar de volgende fase in zijn evolutie, maar het is allemaal waar. Dus, wat is 4D-printen? En hoe verschilt het van 3D-printen? We zullen het voor u opsplitsen.

Wat is 4D-afdrukken?

Als je het opsplitst, is 4D-printen intrinsiek hetzelfde als 3D-printen. U gebruikt nog steeds additive manufacturing om objecten te maken

met behulp van krachtige drukmachines 5 goedkope 3D-printers die u vandaag echt kunt kopenEen paar jaar geleden waren zelfs de goedkoopste 3D-printers ongemakkelijk dicht bij de grens van $ 1.000 - nu kun je een hoogwaardige 3D-printer krijgen voor slechts $ 400. Lees verder , die objecten worden nog steeds gemaakt met dezelfde basismaterialen, en ze zien er hetzelfde uit.

Het verschil is hoe die vervaardigde objecten in de loop van de tijd veranderen.

In wezen betekent 4D-afdrukken het maken van objecten met materialen die uiteindelijk veranderen - soms na een reactie op verschillende eigenschappen of triggers, soms alleen.

Door technologieën zoals legering met vormgeheugen te gebruiken, kan het eindproduct de vorm volledig veranderen of veranderen. Een object gemaakt met een legering met vormgeheugen zou bijvoorbeeld veranderen na een temperatuurverschuiving.

Deze technologie lijkt op papier misschien niet interessant en het nut ervan is niet meteen duidelijk, maar de toepassingen zijn ronduit innovatief.

Wat zijn de toepassingen voor 4D-afdrukken?

4D-afdrukken kan worden gebruikt om responsieve objecten te maken, vergelijkbaar met responsief webdesign Zelfstudie voor website-ontwerp nodig? Gebruik deze 10 geweldige bronnenWebdesign is een geweldige vaardigheid - het laat je je eigen website maken en kan een geweldige weg zijn naar een nieuwe carrière. Hier leest u hoe u de basis leert. Lees verder , die zich aanpassen aan de omgeving.

Stel je sanitair of leidingen voor die kunnen uitzetten en krimpen om de waterstroom te regelen. Dit kan mogelijk worden bereikt door gebruik te maken van 4D-printtechnieken, samen met het kiezen van een geschikt materiaal waaruit de genoemde objecten kunnen worden gemaakt.

Skylar Tibbits, de concept maker van 4D printen, legt het het beste uit door een paar 4D-geprinte sneakers te beschrijven:

'Als ik basketbal speel, passen [de sneakers] zich aan om mijn enkels meer te ondersteunen. Als ik op gras ga, moeten ze schoenplaten maken of waterdicht worden als het regent. Het is niet zoals de schoen zou begrijpen dat je natuurlijk basketbal speelt, maar het kan vertellen wat voor soort energie of wat voor soort krachten worden uitgeoefend door je voet. Het kan transformeren op basis van druk. Of het kan vocht of temperatuurverandering zijn. '

Hij is van mening dat we objecten moeten kunnen maken die zich aanpassen en veranderen om aan onze behoeften te voldoen. Dit kan door de sneakers te maken met materialen die reageren op bepaalde triggers of omgevingsveranderingen.

Een ander gebruik van deze technologie zou zijn om grotere objecten, zoals een schuilplaats of tent, gemakkelijker mee te nemen. Wanneer u het object moet instellen, kunt u dit op verzoek uitbreiden. Zie het als kleding die is opgeborgen in een vacuümzak, behalve op een meer innovatieve schaal.

Onlangs heeft het Amerikaanse leger eigenlijk een beurs toegekend naar de universiteiten van Harvard, Pittsburgh en Illinois om het idee te verkennen om zelfassemblerende objecten te genereren.

4D-geprinte objecten kunnen worden aangepast door ze bloot te stellen aan zaken als drukveranderingen, vocht- en temperatuurveranderingen, oppervlakteveranderingen, krachtveranderingen en nog veel meer. Nogmaals, dit is mogelijk door materialen te gebruiken die reageren op deze eigenschappen.

Dit verklaart ook waarom 4D-printen nog in de kinderschoenen staat en grotendeels wordt beschouwd als in een concept- of experimenteerfase. Er zijn 4D-gedrukte objecten geweest, maar het soort geavanceerde creaties waar we het hier over hebben, is nog niet mogelijk.

Wanneer wordt 4D-printen mainstream?

Het is moeilijk te zeggen hoe lang het zal duren voordat consumenten kunnen verwachten dat ze thuis 4D-printtechnieken gaan gebruiken, vergelijkbaar met 3D-printen nu. Een belangrijk obstakel betreft de materialen die 4D-geprinte objecten nodig zouden hebben.

De "slimme" objecten die zijn gemaakt tijdens het 4D-afdrukproces bestaan ​​uit componenten met meerdere materialen iets dat thuis, althans in deze fase, moeilijk te dupliceren is.

Materiaalwetenschapper aan Harvard genaamd Jennifer Lewis legt het het beste uit:

"Actieve onderzoeksteams die 4D-printen verkennen, hebben meerdere materialen nodig die samen zijn gedrukt, waarbij het ene materiaal stijf blijft terwijl het andere van vorm verandert en als een scharnier fungeert."

We durven te wedden dat de meeste mensen niet over de tools of middelen beschikken om thuis componenten met meerdere materialen te maken. Voorlopig moeten we afwachten wat de wetenschappelijke wereld kan bedenken.

De toekomst van 4D Printing is onzeker

Afdrukken in 4D klinkt ongetwijfeld als een coole technologie van het nieuwe tijdperk die veel mensen graag zouden gebruiken. Maar is er genoeg behoefte en genoeg mensen die realistisch toegang zouden kunnen krijgen tot de technologie om dit op gang te brengen?

Het is nog te vroeg om het te zeggen, maar als de technologie uitkomt zoals we dat verwachten, dan is het antwoord een absoluut ja. Zodra 4D-afdrukken is geperfectioneerd, zal de wereld een enorme verschuiving zien in de manier waarop objecten en gadgets worden ontworpen en vervaardigd.

Met 3D-printen 5 Verbazingwekkende 3D-afdruktoepassingen die u moet zien om te gelovenWat zou je doen met een 3D-printer? Als de mensen die deze applicaties ontwikkelen er iets over te zeggen hebben, zal het u misschien verbazen. Lees verder , iedereen van medische professionals tot architecten en ontwerpers hebben de technologie nuttig gevonden voor aspecten van hun dagelijks leven. Wat vind je van 4D-printen? Zal het net zo praktisch zijn of zal het een luxe technologie zijn voor gimmicks?

Afbeeldingscredits: 3D-printer door Alexander Tolstykh via Shutterstock, Kaique Rocha, CSM-bibliotheek, CSM-bibliotheek, Financiële tijden en Schezar