3D-udskrivning udvikler sig til 4D: Her er hvad vi kender indtil videre

Reklame

Du har bestemt hørt om det 3D-udskrivning Hvad er 3D-udskrivning, og hvordan fungerer det nøjagtigt?Forestil dig, om du kunne udskrive tredimensionale objekter direkte fra en printer i dit hjem. Da jeg var barn i folkeskolen, troede jeg, det ville være fantastisk, hvis jeg kunne udskrive pizzaer ... Læs mere , som er udskrivning af genstande af materialer som plast, beton og endda stål. Men vidste du, at teknologien har eksisteret siden 1970'erne?

Eller måske endnu mere overraskende er det faktum, at vi snart kommer videre til den næste fase af denne teknologi: 4D-udskrivning.

Det er svært at tro, at teknologien har eksisteret så længe, ​​hvad så meget, at vi naturligvis går videre til den næste fase i dens udvikling, men det er alt sammen sandt. Så hvad er 4D-udskrivning? Og hvordan er det forskelligt fra 3D-udskrivning? Vi nedbryder det for dig.

Hvad er 4D-udskrivning?

Hvis du nedbryder det, er 4D-udskrivning i bund og grund det samme som 3D-udskrivning. Du bruger stadig additiv produktion til at oprette objekter

ved hjælp af kraftfulde trykmaskiner 5 billige 3D-printere, som du faktisk kan købe i dagFor nogle år tilbage var selv de billigste 3D-printere ubehageligt tæt på $ 1.000-mærket - nu kan du få en 3D-printer til kvalitet til så lavt som $ 400. Læs mere , disse objekter er stadig konstrueret ved hjælp af de samme basismaterialer, og de kommer ud på samme måde.

Forskellen er, hvordan de fremstillede genstande transformeres over tid.

I det væsentlige involverer 4D-udskrivning oprettelse af genstande med materialer, der til sidst ændrer sig - nogle gange efter en reaktion på forskellige egenskaber eller triggere, nogle gange bare på egen hånd.

Ved at bruge teknologier som formhukommelseslegering kan det færdige produkt transformere eller ændre form helt. Et objekt oprettet med formhukommelseslegering, for eksempel, ville ændre sig efter et temperaturskift.

Denne teknologi kan muligvis ikke virke interessant på papiret, og det kan heller ikke være klart, om det er nyttigt, men applikationerne er ligefrem innovative.

Hvad er brugen til 4D-udskrivning?

4D-udskrivning kan bruges til at oprette lydhøre objekter, der ligner lydhør webdesign Brug for en tutorial til webstedsdesign? Brug disse 10 fantastiske ressourcerWebdesign er en stor færdighed at have - det giver dig mulighed for at oprette din egen hjemmeside og kan være en god sti til en ny karriere. Sådan lærer du det grundlæggende. Læs mere , der tilpasser sig det omgivende miljø.

Forestil dig VVS eller rør, der kan ekspandere og krympe for at kontrollere vandstrømmen. Dette kan muligvis opnås ved at anvende 4D-udskrivningsteknikker sammen med at vælge et passende materiale, som objekterne skal oprettes til.

Skylar Tibbits, the koncept skaber af 4D udskrivning, forklarer det bedst ved at beskrive et par 4D-trykte sneakers:

”Hvis jeg spiller basketball, tilpasser [joggesko] sig til at støtte mine ankler mere. Hvis jeg går på græs, skulle de vokse klods eller blive vandtætte, hvis det regner. Det er ikke som, at skoen forstår, at du spiller basketball, selvfølgelig, men den kan fortælle, hvilken slags energi eller hvilken type kræfter, der anvendes af din fod. Det kan transformere baseret på pres. Eller det kan være fugtighed eller temperaturændring. ”

Han mener, at vi skal være i stand til at skabe objekter, der tilpasser sig og ændrer sig til at imødekomme vores behov. Dette kan gøres ved at oprette sneakers med materialer, der reagerer på bestemte triggere eller miljøændringer.

En anden anvendelse til denne teknologi ville være at gøre større genstande - som et husly eller telt - lettere at bære. Når du skal konfigurere objektet, kan du udvide det efter behov. Tænk på det som tøj opbevaret i en vakuumforseglet taske, undtagen i en mere innovativ skala.

For nylig har den amerikanske hær faktisk tildelt et tilskud til universiteterne i Harvard, Pittsburgh og Illinois for at udforske ideen om at generere selvmonterende genstande.

4D-trykte genstande kan justeres ved at udsætte dem for ting som trykændringer, fugtigheds- og temperaturændringer, overfladeskift, kraftændringer og meget mere. Igen er dette muligt ved at anvende materialer, der reagerer på disse egenskaber.

Dette forklarer også, hvorfor 4D-udskrivning stadig er i sin spædbarn og betragtes i vid udstrækning som i en koncept- eller eksperimenteringsfase. Der har været 4D-trykte objekter, men den slags avancerede kreationer, vi har talt om her, er endnu ikke mulig.

Hvornår går 4D-udskrivning til mainstream?

Det er vanskeligt at sige, hvor lang tid det vil vare, indtil forbrugerne kan forvente at bruge 4D-udskrivningsteknikker i deres hjem, svarende til 3D-udskrivning nu. En hovedhindring involverer de materialer, som 4D-trykte genstande ville kræve.

De "smarte" objekter oprettet under 4D-udskrivningsprocessen består af multimateriale komponenter hvilket er noget, der i det mindste på dette trin ville være vanskeligt at kopiere derhjemme.

En materialforsker ved Harvard ved navn Jennifer Lewis forklarer det bedst:

”Aktive forskerteam, der udforsker 4D-udskrivning, kræver flere materialer, der er trykt sammen, med et materiale, der forbliver stift, mens et andet ændrer form og fungerer som et hængsel.”

Vi er villige til at satse på, at de fleste ikke har værktøjer eller ressourcer til at oprette komponenter i flere materialer derhjemme. For nu skal vi bare vente og se, hvad videnskabsverdenen kan komme med.

4D-udskrivningens fremtid er usikker

4D-udskrivning lyder uden tvivl som en cool, ny tids teknologi, som masser af mennesker ville synes om at bruge. Men er der nok af et behov og nok mennesker, der realistisk kunne få adgang til teknologien til at dette starter?

Det er stadig for tidligt at fortælle, men hvis teknologien panderer ud på den måde, som vi forventer, at det er, er svaret et absolut ja. Når 4D-udskrivning er perfekt, ser verden et enormt skift i den måde, objekter og gadgets design og fremstilles på.

Med 3D-udskrivning 5 fantastiske applikationer til 3D-udskrivning, du skal se for at troHvad ville du gøre med en 3D-printer? Hvis de mennesker, der udvikler disse applikationer, har noget at sige om det, kan du blive overrasket. Læs mere , alle fra medicinsk til arkitekter og designere har fundet teknologien nyttig til aspekter af deres daglige liv. Hvordan har du det med 4D-udskrivning? Vil det være så praktisk, eller vil det være en luksusteknologi til gimmicks?

Billedkreditter: 3d printer af Alexander Tolstykh via Shutterstock, Kaique Rocha, CSM-bibliotek, CSM-bibliotek, Financial Times og Schezar