3D-tulostus muuttuu 4D: ksi: Tässä on mitä tiedämme toistaiseksi

Mainos

Olet varmasti kuullut 3D-tulostus Mikä on 3D-tulostus ja kuinka tarkalleen se toimii?Kuvittele, jos voisit tulostaa kolmiulotteisia esineitä suoraan kotisi tulostimesta. Kun olin lapsi ala-asteella, ajattelin, että olisi mahtavaa, jos voisin tulostaa pizzat ... Lue lisää , joka on esineiden tulostaminen materiaaleista, kuten muovista, betonista ja jopa teräksestä. Mutta tiesitkö, että tekniikka on ollut olemassa jo 1970-luvulta lähtien?

Tai ehkä vielä yllättävämpää on se, että pian siirrymme tämän tekniikan seuraavaan vaiheeseen: 4D-tulostus.

On vaikea uskoa, että tekniikka on ollut olemassa niin kauan, puhumattakaan siitä, että olemme luonnollisesti siirtymässä seuraavaan vaiheeseen sen evoluutiossa, mutta se on kaikki totta. Joten mitä 4D-tulostus on? Ja miten se eroaa 3D-tulostamisesta? Hajotamme sen sinulle.

Mikä on 4D-tulostus?

Jos hajotat sen, 4D-tulostus on luonnostaan ​​sama kuin 3D-tulostus. Käytät edelleen lisäaineiden valmistusta objektien luomiseen käyttämällä tehokkaita painokoneita

5 halpaa 3D-tulostinta, jonka voit itse ostaa tänäänMuutama vuosi sitten jopa halvimmat 3D-tulostimet olivat epämukavasti lähellä 1 000 dollarin markkaa - voit nyt saada laadukkaan 3D-tulostimen niinkin alhaalta kuin 400 dollaria. Lue lisää , nämä esineet on edelleen rakennettu käyttämällä samoja perusmateriaaleja, ja ne tulevat näyttämään samalta.

Ero on siinä, kuinka nämä valmistetut esineet muuttuvat ajan myötä.

Pohjimmiltaan 4D-tulostus käsittää esineiden luomisen materiaaleilla, jotka lopulta muuttuvat - joskus reaktion jälkeen eri ominaisuuksiin tai liipaisimiin, joskus vain yksinään.

Käyttämällä tekniikoita, kuten muodomuistiseos, lopputuote voi muuttaa tai muuttaa muotoaan kokonaan. Esimerkiksi muodomuistiseoksella luotu esine muuttuisi lämpötilan muutoksen jälkeen.

Tämä tekniikka ei ehkä näytä mielenkiintoiselta paperilla, eikä sen hyödyllisyys voi olla heti selvää, mutta sovellukset ovat suorastaan ​​innovatiivisia.

Mitä 4D-tulostusta käytetään?

4D-tulostusta voidaan käyttää reagoivien objektien luomiseen, kuten reagoiva web-suunnittelu Tarvitsetko verkkosivustojen suunnittelun opastusta? Käytä näitä 10 mahtavaa resurssiaVerkkosuunnittelu on hieno taito - sen avulla voit luoda oman verkkosivustosi ja se voi olla hieno polku uudelle uralle. Näin opit perusteet. Lue lisää , jotka mukautuvat ympäröivään ympäristöön.

Kuvittele putkisto tai putket, jotka voivat laajentua ja kutistua veden virtauksen hallitsemiseksi. Tämä voidaan mahdollisesti saavuttaa käyttämällä 4D-tulostustekniikoita valitsemalla sopiva materiaali, josta näiden esineiden luomiseen.

Skylar Tibbits, konseptin luoja 4D-tulostusta varten, selittää sen parhaiten kuvaamalla 4D-painetut lenkkarit:

”Jos pelaan koripalloa, [lenkkarit] mukautuvat tukemaan enemmän nilkkaani. Jos menen ruohoon, niiden pitäisi kasvaa puristimista tai tulla vedenpitäviksi, jos sataa. Ei ole niin kuin kenkä ymmärtäisi, että pelaat tietenkin koripalloa, mutta se voi kertoa, millaista energiaa tai minkälaisia ​​voimia jalkasi käyttää. Se voisi muuttua paineen perusteella. Tai se voi olla kosteuden tai lämpötilan muutos. ”

Hän uskoo, että meidän pitäisi pystyä luomaan esineitä, jotka mukautuvat ja muuttuvat tarpeidemme mukaan. Tämä voidaan tehdä luomalla lenkkarit materiaaleilla, jotka reagoivat tiettyihin laukaiseviin tai ympäristön muutoksiin.

Tämän tekniikan toinen käyttö olisi tehdä suurempien esineiden - kuten suojan tai teltan - helpommaksi kuljettaminen. Kun joudut määrittämään objektin, voit laajentaa sitä tarpeen mukaan. Ajattele sitä kuten tyhjiössä suljetuissa pusseissa säilytettyjä vaatteita, paitsi innovatiivisemmassa mittakaavassa.

Äskettäin Yhdysvaltain armeija todella myöntänyt apurahan Harvardin, Pittsburghin ja Illinoisin yliopistoihin tutkimaan ajatusta itse koottujen esineiden tuottamisesta.

4D-painettuja esineitä voidaan säätää altistamalla ne esimerkiksi paineen muutoksille, kosteuden ja lämpötilan muutoksille, pinnan muutoksille, voiman muutoksille ja paljon muulle. Tämä on jälleen mahdollista käyttämällä materiaaleja, jotka reagoivat näihin ominaisuuksiin.

Tämä selittää myös sen, miksi 4D-tulostus on vielä alkuvaiheessa ja sen katsotaan suurelta osin olevan konseptin tai kokeiluvaiheen aikana. Painettuja 4D-esineitä on ollut, mutta sellaisia ​​edistyneitä luomuksia, joista olemme puhuneet täällä, ei ole vielä mahdollista.

Milloin 4D-tulostus menee valtavirtaan?

On vaikea sanoa, kuinka kauan kestää, kunnes kuluttajat voivat odottaa käyttävänsä kodissaan 4D-tulostustekniikoita, kuten nyt 3D-tulostuksessa. Yksi suuri este on materiaalit, joita 4D-painetut esineet vaatisivat.

4D-tulostusprosessin aikana luodut ”älykkäät” objektit koostuvat monimateriaaleista komponenteista jota on vaikea kopioida kotona, ainakin tässä vaiheessa.

Materiaalitieteilijä Harvardissa nimeltään Jennifer Lewis selittää sen parhaiten:

"Aktiiviset tutkimusryhmät, jotka tutkivat 4D-tulostusta, vaativat useita materiaaleja, jotka tulostetaan yhdessä. Yksi materiaali pysyy jäykänä, kun taas toinen muuttaa muotoa ja toimii saranana."

Olemme valmiita panostamaan, että useimmilla ihmisillä ei ole työkaluja tai resursseja luoda monimateriaalia komponentteja kotona. Nyt meidän on vain odotettava ja katsottava, mitä tiedemaailma voi keksiä.

4D-tulostimen tulevaisuus on epävarma

4D-tulostus epäilemättä kuulostaa hienolta, uuden ajan teknologialta, jota monet ihmiset nauttivat käytöstä. Mutta onko tarpeeksi tarpeita ja ihmisiä, jotka voisivat käyttää tekniikkaa realistisesti tätä varten?

Vielä on liian aikaista kertoa, mutta jos tekniikka menee niin kuin odotamme, niin vastaus on ehdoton kyllä. Kun 4D-tulostus on parannettu, maailma näkee valtavan muutoksen tavaroiden ja laitteiden suunnittelussa ja valmistuksessa.

3D-tulostuksella 5 uskomattomia 3D-tulostussovelluksia, jotka sinun täytyy nähdä uskovanMitä tekisit 3D-tulostimella? Jos näitä sovelluksia kehittävillä ihmisillä on jotain sanottavaa siitä, saatat olla yllättynyt. Lue lisää , kaikki lääkäreistä aina arkkitehdit ja suunnittelijat ovat löytäneet tekniikan hyödyllisen päivittäisessä elämässään. Mitä mieltä olet 4D-tulostamisesta? Tuleeko se yhtä käytännölliseksi vai onko se temppuja varten tarkoitettu ylellinen tekniikka?

Kuvapisteet: 3D tulostin esittäjä Alexander Tolstykh Shutterstockin kautta, Kaique Rocha, CSM-kirjasto, CSM-kirjasto, Financial Times ja Schezar