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

Je hebt vast wel gehoord van 3D-printen Wat is 3D-printen en hoe werkt het precies? Wat is 3D-printen en hoe werkt het precies? Stel u voor dat u driedimensionale objecten rechtstreeks vanuit een printer bij u thuis kunt afdrukken. Toen ik nog een kind was op de lagere school, dacht ik dat het geweldig zou zijn als ik pizza's kon afdrukken ... Lees meer, dat is het afdrukken van objecten uit materialen zoals plastic, beton en zelfs staal. Maar wist je dat de technologie al bestaat sinds de jaren 1970??

Of misschien nog wel meer verrassend is het feit dat we binnenkort door zullen gaan naar de volgende fase van deze technologie: 4D-afdrukken.

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

Wat is 4D printen?

Als u het opsplitst, is 4D-afdrukken intrinsiek hetzelfde als 3D-afdrukken. Je gebruikt nog steeds additieve productie om objecten te maken met krachtige drukmachines 5 Goedkope 3D-printers die je vandaag echt kunt kopen 5 Goedkope 3D-printers die je vandaag echt kunt kopen Een paar jaar geleden waren zelfs de goedkoopste 3D-printers ongemakkelijk dicht bij het merk van $ 1.000 - nu kun je een 3D-printer van topkwaliteit krijgen voor slechts $ 400. Meer lezen, deze objecten zijn nog steeds gebouwd met dezelfde basismaterialen en ze zien er hetzelfde uit.

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

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

Door gebruik te maken van technologieën zoals vormgeheugenlegeringen, kan het eindproduct volledig worden getransformeerd of van vorm veranderen. Een object gemaakt met een vormgeheugenlegering zou bijvoorbeeld veranderen na een verschuiving in temperatuur.

Deze technologie lijkt misschien niet interessant op papier, en het nut van deze technologie is misschien 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 webontwerp Een zelfstudie over het ontwerpen van websites nodig? Gebruik deze 10 geweldige bronnen Hebt u een zelfstudie over het ontwerpen van websites nodig? Gebruik deze 10 Awesome Resources Web-ontwerp is een geweldige vaardigheid om te hebben - het laat je je eigen website maken en kan een geweldige weg zijn naar een nieuwe carrière. Hier leest u hoe u de basisbeginselen leert. Lees meer, die zich aanpassen aan de omgeving.

Stel je voor loodgieterswerk of pijpen die kunnen uitzetten en krimpen om de stroming van water te beheersen. Dit kan mogelijk worden bereikt door het gebruik van 4D-afdruktechnieken, samen met het kiezen van een geschikt materiaal waaruit de genoemde objecten kunnen worden gemaakt.

Skylar Tibbits, conceptontwikkelaar van 4D-afdrukken, legt het het beste uit door een paar 4D-bedrukte 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 kuilen maken of waterdicht worden als het regent. Het is niet zo dat de schoen zou begrijpen dat je basketbal speelt, natuurlijk, maar het kan vertellen wat voor soort energie of welk type krachten door je voet worden uitgeoefend. Het kan transformeren op basis van druk. Of het kan vocht- of temperatuurverandering zijn.”

Hij is van mening dat we in staat moeten zijn om objecten te creëren die zich aanpassen en veranderen om aan onze behoeften te voldoen. Dit kan worden gedaan door de sneakers te maken met materialen die reageren op bepaalde triggers of veranderingen in de omgeving.

Een ander gebruik van deze technologie is om grotere objecten - zoals een schuilplaats of tent - gemakkelijker te kunnen dragen. Wanneer u het object moet instellen, kunt u het op aanvraag uitbreiden. Zie het als kleding opgeslagen in een vacuümdichte zak, behalve op een meer innovatieve schaal.

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

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

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

Wanneer zal 4D-printen mainstream worden??

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

De “slim” objecten die tijdens het 4D-afdrukproces zijn gemaakt, bestaan ​​uit multimateriaalcomponenten die thuis in dit stadium moeilijk te dupliceren zijn.

Een materiaalwetenschapper aan de universiteit van Harvard genaamd Jennifer Lewis legt het het beste uit:

“Actieve onderzoeksteams die op zoek zijn naar 4D-bedrukking, hebben meerdere materialen tegelijk nodig, waarbij één materiaal stijf blijft terwijl een ander van vorm verandert en als een scharnier fungeert.”

We durven te wedden dat de meeste mensen niet over de tools of hulpmiddelen beschikken om thuis multimateriaalcomponenten te maken. Voor nu zullen we gewoon afwachten en zien wat de wetenschappelijke wereld kan bedenken.

De toekomst van 4D Printing is onzeker

4D printen klinkt ongetwijfeld als een coole new-age-technologie die veel mensen graag zouden gebruiken. Maar er is genoeg behoefte en genoeg mensen die realistisch toegang hebben tot de technologie om hiervan te kunnen opstijgen?

Het is nog te vroeg om te vertellen, maar als de technologie zich uitstrekt op de manier die we ervan verwachten, dan is het antwoord een absoluut ja. Zodra het printen van 4D is geperfectioneerd, ziet de wereld een enorme verandering in de manier waarop objecten en gadgets worden ontworpen en geproduceerd.

Met 3D-printing 5 Verbazingwekkende 3D-afdruktoepassingen die u moet zien om te geloven 5 Verbazingwekkende 3D-afdruktoepassingen die u moet zien om te geloven Wat zou u doen met een 3D-printer? Als de mensen die deze applicaties ontwikkelen er iets over te zeggen hebben, zou je verrast kunnen zijn. Read More, iedereen, van medische professionals tot architecten en ontwerpers, heeft de technologie nuttig gevonden voor aspecten van hun dagelijks leven. Wat vindt u van 4D-afdrukken? Zal het net zo praktisch zijn of zal het een luxe tech zijn voor gimmicks?

Image Credits: 3d-printer van Alexander Tolstykh via Shutterstock, Kaique Rocha, CSM Library, CSM Library, Financial Times en Schezar

Ontdek meer over: 3D-printen, Futurologie, Technologie.