Drukarka 4d

Pomimo faktu, że drukowanie 3D jest nadal uważane za nową technologię, programiści z Harvard University udowodnili, że postęp szybko się rozwija. Zespół naukowców wykorzystał drukarkę 3D jako podstawę i dodał czwarty wymiar.

Drukarka 4D: co to jest

Przez „drukarkę 4D” rozumie się użycie nie 3 wymiarów (X, Y, Z) do drukowania rzeczywistych obiektów, ale także czwartego wymiaru - czasu (T).

Jeśli dodasz do drukowanych obiektów specjalne materiały, które mogą reagować na czynniki zewnętrzne - na przykład zimno, wodę - wówczas obiekty te mogą z czasem się zmieniać i zmieniać kształt, na przykład mięśnie danej osoby.

Jak działa drukarka 4D

Druk 4D to najnowsza technologia oparta na druku 3D. Ulepszenie polega na tym, że podczas drukowania dodaje się warstwę pośrednią z „inteligentnego” materiału, który jest w stanie wchłonąć wilgoć.

W tym przypadku wilgoć jest źródłem energii do zwiększenia objętości materiału po wydrukowaniu na drukarce 3D. Główny temat jest najpierw przetwarzany przez drukarkę, a następnie za pomocą wody zmienia się i uzyskuje pożądany kształt.

Pomoc! Te innowacje umożliwiają wydrukowanie dowolnego elementu w dość krótkim czasie. Czas jest czwartym wymiarem.

Co można wydrukować na drukarce 4D

Harvard Laboratory wydrukowało wiele różnych przedmiotów, które same mogą przybrać pożądany kształt lub złożyć się. Naukowcy zademonstrowali wiązane sznurowadła, samodzielnie składając meble. Nowa technologia jest również wykorzystywana do innych celów.

Ochrona satelity kosmicznego

Dzięki drukarce 4D naukowcy z NASA wykonali specjalną metalową tkaninę, która chroni satelity przed uszkodzeniem, a także jest wymagana do produkcji elastycznych anten.

Jest to rodzaj „kolczugi” wykonanej ze srebra z dodatkiem niektórych innych metali. Materiał można kompresować, rozciągać i składać. Pomimo elastyczności materiał jest bardzo trudny do rozdarcia. Planuje się, że w przyszłości satelity spakują tę tkaninę przed wejściem na orbitę lub za pomocą materiału będą osłaniać skafandry i stacje kosmiczne.

Technologia wojskowa

Druk 4D zostanie wykorzystany w dziedzinie chemii oraz w badaniach materiałoznawstwa dla przemysłu obronnego. Drukarka 4D umożliwia drukowanie nowych czujników biochemicznych, materiałów i akcesoriów do układów scalonych.

Pomoc! Postępowi utrudnia obecnie brak niedrogich urządzeń, które mogą drukować obiekty o wysokiej rozdzielczości (około 1000 razy cieńsze niż ludzkie włosy).

Stosowanie w medycynie

Chirurdzy z Shaanxi w Chinach z powodzeniem przeprowadzili złożoną operację tchawicy przy użyciu technologii drukowania 4D. Zainstalowali stent tchawiczny dla pacjenta, co pozwoliło im utrzymać otwarte narządy oddechowe. Do produkcji stentu wykorzystano materiał biologiczny polikaprolakton, który rozpuszcza się z czasem - degradacja w organizmie ludzkim następuje w ciągu trzech lat. Chirurdzy wcześniej obliczali czas rozpuszczania drukowanego stentu, a pacjent nie będzie musiał wykonywać specjalnej operacji usuwania.

Z grubsza podobny przypadek miał miejsce w Ameryce. Garrett Peterson urodził się z bronchomalacją, kiedy stawy są bardzo miękkie.

Możliwe, że nowe biomateriały wydrukowane na drukarce 4D bardzo szybko wykroczą poza patologię układu oddechowego. Już prowadzę badania w zakresie odzyskiwania twarzy.

Ogólnie rzecz biorąc, wielu naukowców pracujących w dziedzinie drukowania 4D przewiduje szybki wzrost obiektów i biomateriałów nowoczesnej metody drukowania w ciągu 5-6 lat