Druk 3D ewoluuje do 4D Oto, co wiemy do tej pory

Na pewno słyszałeś o drukowaniu 3D Co to jest druk 3D i jak dokładnie działa? Co to jest druk 3D i jak dokładnie działa? Wyobraź sobie, że możesz wydrukować trójwymiarowe obiekty prosto z drukarki w domu. Kiedy byłem dzieckiem w szkole podstawowej, pomyślałem, że byłoby super, gdybym mógł wydrukować pizze ... czyli drukowanie przedmiotów z materiałów takich jak plastik, beton, a nawet stal. Ale czy wiesz, że technologia istnieje od 1970 roku?

A może jeszcze bardziej zaskakujący jest fakt, że wkrótce przejdziemy do następnego etapu tej technologii: drukowania 4D.

Trudno uwierzyć, że technologia istniała już tak długo, nie mówiąc już o tym, że naturalnie przechodzimy do następnej fazy ewolucji, ale to wszystko prawda. Czym jest druk 4D? A czym różni się od drukowania 3D? Zrobimy to dla ciebie.

Co to jest druk 4D?

Jeśli się zepsujesz, drukowanie 4D jest samo w sobie takie samo jak drukowanie 3D. Nadal używasz wytwarzania przyrostowego do tworzenia obiektów za pomocą wydajnych maszyn drukarskich 5 Tanie drukarki 3D, które możesz kupić dzisiaj 5 Tanie drukarki 3D, które możesz kupić dzisiaj Kilka lat temu nawet najtańsze drukarki 3D były niewygodnie blisko wartości 1000 USD - teraz możesz uzyskać wysokiej jakości drukarkę 3D za jedyne 400 USD. , obiekty te są nadal budowane przy użyciu tych samych podstawowych materiałów i wyglądają tak samo.

Różnica polega na tym, jak te wytwarzane przedmioty zmieniają się w czasie.

Zasadniczo drukowanie 4D polega na tworzeniu obiektów z materiałami, które ostatecznie się zmieniają - czasem po reakcji na różne właściwości lub wyzwalacze, czasem po prostu same.

Dzięki zastosowaniu technologii takich jak stop z pamięcią kształtu, gotowy produkt może całkowicie przekształcić lub zmienić kształt. Na przykład obiekt utworzony ze stopu z pamięcią kształtu zmieniłby się po zmianie temperatury.

Technologia ta może nie wydawać się interesująca na papierze, ani jej użyteczność nie może być od razu jasna, ale aplikacje są wręcz innowacyjne.

Jakie są zastosowania do drukowania 4D?

Drukowanie 4D można wykorzystać do tworzenia responsywnych obiektów, podobnych do responsywnego projektowania stron internetowych Potrzebujesz samouczka projektowania stron internetowych? Skorzystaj z 10 niesamowitych zasobów Potrzebujesz samouczka projektowania stron internetowych? Skorzystaj z 10 niesamowitych zasobów Projektowanie stron internetowych to świetna umiejętność - pozwala stworzyć własną stronę internetową i może być świetną ścieżką do nowej kariery. Oto jak nauczyć się podstaw. , które dostosowują się do otaczającego środowiska.

Wyobraź sobie instalacje hydrauliczne lub rury, które mogą się rozszerzać i kurczyć, aby kontrolować przepływ wody. Można to ewentualnie osiągnąć, stosując techniki drukowania 4D, wraz z wyborem odpowiedniego materiału, z którego można utworzyć wspomniane obiekty.

Skylar Tibbits, twórca koncepcji drukowania 4D, najlepiej to wyjaśnia, opisując parę tenisówek z nadrukiem 4D:

“Jeśli gram w koszykówkę, [trampki] dostosowują się, by bardziej wspierać kostki. Jeśli pójdę na trawę, powinni wyhodować korki lub stać się wodoodporne, jeśli pada deszcz. Oczywiście to nie tak, że but zrozumiałby, że grasz w koszykówkę, ale może powiedzieć, jaką energię lub jakiego rodzaju siły przykłada stopa. Może przekształcić się w oparciu o presję. Lub może to być zmiana wilgotności lub temperatury.”

Uważa, że ​​powinniśmy być w stanie tworzyć obiekty, które dostosowują się i zmieniają w zależności od naszych potrzeb. Można to zrobić, tworząc trampki z materiałami, które reagują na niektóre wyzwalacze lub zmiany otoczenia.

Innym zastosowaniem tej technologii byłoby ułatwienie przenoszenia większych przedmiotów - takich jak schron lub namiot. Kiedy musisz skonfigurować obiekt, możesz go rozwinąć na żądanie. Pomyśl o tym jak o ubraniach przechowywanych w próżniowo zamkniętej torbie, z wyjątkiem bardziej innowacyjnej skali.

Ostatnio armia amerykańska przyznała granty uniwersytetom na Harvardzie, Pittsburghu i Illinois w celu zbadania idei generowania samoorganizujących się obiektów.

Przedmioty drukowane 4D można regulować, wystawiając je na takie zmiany, jak zmiany ciśnienia, zmiany wilgotności i temperatury, zmiany powierzchni, zmiany siły i wiele innych. Ponownie jest to możliwe dzięki zastosowaniu materiałów reagujących na te właściwości.

To wyjaśnia również, dlaczego drukowanie 4D jest jeszcze w powijakach i jest w dużej mierze uważane za będące w fazie koncepcji lub eksperymentów. Były drukowane obiekty 4D, ale tego rodzaju zaawansowane dzieła, o których tutaj mówimy, nie są jeszcze możliwe.

Kiedy będzie druk 4D Przejdź do głównego nurtu?

Trudno powiedzieć, ile potrwa, zanim konsumenci będą mogli korzystać z technik drukowania 4D w swoich domach, podobnie jak obecnie w druku 3D. Jedną z głównych przeszkód są materiały, których wymagałyby obiekty drukowane 4D.

The “mądry” obiekty powstałe podczas procesu drukowania 4D składają się z elementów wielomateriałowych, co trudno byłoby powielić w domu, przynajmniej na tym etapie.

Jennifer Lewis, naukowiec z Harvardu, wyjaśnia to najlepiej:

“Aktywne zespoły badawcze badające druk 4D wymagają wydrukowania wielu materiałów razem, przy czym jeden materiał pozostaje sztywny, a drugi zmienia kształt i działa jak zawias.”

Jesteśmy skłonni założyć się, że większość ludzi nie ma narzędzi ani zasobów, aby tworzyć wielomateriałowe komponenty w domu. Na razie musimy tylko poczekać i zobaczyć, co może wymyślić świat nauki.

Przyszłość 4D Printing jest niepewna

Druk 4D bez wątpienia brzmi jak fajna technologia nowej ery, z której wiele osób chętnie skorzysta. Ale czy istnieje wystarczająca potrzeba i wystarczająca liczba ludzi, którzy mogliby realistycznie uzyskać dostęp do technologii, aby to wystartować?

Jest jeszcze za wcześnie, aby powiedzieć, ale jeśli technologia rozwinie się tak, jak tego oczekujemy, odpowiedź jest absolutnie tak. Po udoskonaleniu drukowania 4D świat zobaczy ogromną zmianę w sposobie projektowania i produkcji przedmiotów i gadżetów.

Dzięki drukowi 3D 5 niesamowitych aplikacji do drukowania 3D, które musisz zobaczyć, aby uwierzyć 5 niesamowitych aplikacji do drukowania 3D, które musisz zobaczyć, aby uwierzyć Co byś zrobił z drukarką 3D? Jeśli osoby opracowujące te aplikacje mają coś do powiedzenia na ten temat, możesz być zaskoczony. , wszyscy, od lekarzy po architektów i projektantów, uznali tę technologię za przydatną w życiu codziennym. Co sądzisz o drukowaniu 4D? Czy będzie równie praktyczny, czy będzie luksusową technologią dla sztuczek?

Kredyty obrazkowe: drukarka 3D Alexander Tolstykh przez Shutterstock, Kaique Rocha, CSM Library, CSM Library, Financial Times i Schezar