Ondanks het feit dat 3D-printen nog steeds als een nieuwe technologie wordt beschouwd, hebben ontwikkelaars van Harvard University bewezen dat de vooruitgang zich snel ontwikkelt. Het team van wetenschappers nam de 3D-printer als basis en voegde een vierde dimensie toe.
4D-printer: wat is het?
Met "4D-printer" wordt bedoeld het gebruik van niet 3 dimensies (X, Y, Z) voor het afdrukken van echte objecten, maar ook de vierde dimensie - tijd (T).
Als u speciale materialen toevoegt aan afgedrukte objecten die kunnen reageren op externe factoren - bijvoorbeeld koud water - kunnen deze objecten in de loop van de tijd bewegen en van vorm veranderen, zoals de spieren van een persoon.
Hoe 4D-printer werkt
4D-afdrukken is de nieuwste technologie op basis van 3D-afdrukken. De verbetering is dat bij het afdrukken een tussenlaag van "slim" materiaal wordt toegevoegd dat vocht kan absorberen.
In dit geval is vocht een energiebron voor het vergroten van het volume materiaal na afdrukken op een 3D-printer. Het hoofdonderwerp wordt eerst door de printer verwerkt en verandert vervolgens met behulp van water in de gewenste vorm.
Help! Deze innovaties maken het mogelijk om elk item in een redelijk korte tijd af te drukken. Precies "Tijd" is de 4e dimensie.
Wat kan worden afgedrukt op een 4D-printer
Het Harvard-laboratorium heeft veel verschillende items afgedrukt die zelf de gewenste vorm kunnen aannemen of zichzelf kunnen assembleren. Wetenschappers demonstreerden zelfgebonden schoenveters en vouwden meubels zelf. Nieuwe technologie wordt ook voor andere doeleinden gebruikt.
Bescherming van ruimtesatellieten
Dankzij een 4D-printer hebben NASA-wetenschappers een speciale metalen stof gemaakt die satellieten beschermt tegen schade, en die ook nodig is voor de vervaardiging van elastische antennes.
Dit is een soort "maliënkolder" gemaakt van zilver met toevoeging van enkele andere metalen. De stof kan worden samengedrukt, uitgerekt en gevouwen. Ondanks de elasticiteit is het materiaal zeer moeilijk te scheuren. Het is de bedoeling dat satellieten deze stof in de toekomst inpakken voordat ze in een baan om de aarde gaan, of met behulp van materiaal ruimtevaartuigen en ruimtestations beschermen.
Militaire technologie
4D-printing zal worden gebruikt op chemisch gebied en in de studie van materiaalkunde voor de defensie-industrie. Met de 4D-printer kunt u nieuwe biochemische sensoren, materialen en accessoires voor chips afdrukken.
Help! Nu wordt de vooruitgang belemmerd door het ontbreken van goedkope apparaten die objecten met een hoge resolutie kunnen afdrukken (ongeveer 1000 keer dunner dan mensenhaar).
Gebruik in de geneeskunde
Chirurgen uit Shaanxi, China, hebben met succes complexe chirurgie op de luchtpijp uitgevoerd met behulp van 4D-printtechnologie. Ze installeerden een tracheale stent voor de patiënt, waardoor ze hun ademhalingsorganen open konden houden. Voor de vervaardiging van de stent werd het biologische materiaal polycaprolacton gebruikt, dat na verloop van tijd oplost - afbraak in het menselijk lichaam treedt binnen drie jaar op. Chirurgen berekenden eerder de oplostijd van de bedrukte stent en de patiënt hoeft geen speciale verwijderingsoperatie uit te voeren.
Een vergelijkbaar geval deed zich voor in Amerika. Garrett Peterson werd geboren met bronchomalacie wanneer de gewrichten erg zacht zijn.
Het is mogelijk dat nieuwe biomaterialen die op een 4D-printer worden afgedrukt, zeer snel veel verder gaan dan de pathologie van het ademhalingssysteem. Reeds bezig met onderzoek naar gezichtsherstel.
Over het algemeen voorspellen veel wetenschappers die werken op het gebied van 4D-printen de snelle groei van objecten en biomaterialen van de moderne printmethode binnen 5-6 jaar
Laat Een Reactie Achter