4d tulostin

Huolimatta siitä, että 3D-tulostusta pidetään edelleen uutena teknologiana, Harvardin yliopiston kehittäjät ovat osoittaneet, että kehitys kehittyy nopeasti. Tutkijaryhmä otti pohjaksi 3D-tulostimen ja lisäsi neljännen ulottuvuuden.

4D-tulostin: mikä se on

"4D-tulostimella" tarkoitamme sitä, että emme käytä 3 ulottuvuutta (X, Y, Z) todellisten esineiden tulostamiseen, vaan käytämme myös neljättä ulottuvuutta – aikaa (T).

Jos lisäät painettuihin esineisiin erikoismateriaaleja, jotka voivat reagoida ulkoisiin tekijöihin - esimerkiksi kylmään, veteen -, nämä esineet voivat liikkua ja muuttaa muotoaan ajan myötä, kuten ihmisen lihakset.

Miten 4D-tulostin toimii?

4D-tulostus on uusinta 3D-tulostukseen perustuvaa tekniikkaa. Parannus koostuu välikerroksen lisäämisestä "älykästä" materiaalia tulostuksen aikana, joka pystyy imemään kosteutta.

Tässä tapauksessa kosteus on energianlähde materiaalin tilavuuden lisäämiseksi 3D-tulostimella tulostuksen jälkeen. Pääkohde käsittelee ensin tulostin, jonka jälkeen se muuttuu veden avulla ja saa halutun muodon.

Viite! Nämä innovaatiot mahdollistavat minkä tahansa tuotteen painamisen melko lyhyessä ajassa. Se on "Aika", joka on neljäs ulottuvuus.

Mitä voidaan tulostaa 4D-tulostimella

Harvardin laboratoriossa on painettu monia erilaisia ​​esineitä, jotka pystyvät ottamaan halutun muodon tai kasautumaan itsestään. Tiedemiehet ovat osoittaneet itsesitoutuvia kengännauhoja ja itsestään avautuvia huonekaluja. Uutta tekniikkaa käytetään myös muihin tarkoituksiin.

Avaruussatelliittien suojaus

NASAn tutkijat ovat tehneet 4D-tulostimella erityisen metallikankaan, joka suojaa satelliitteja vaurioilta ja jota tarvitaan myös joustavien antennien valmistukseen.

Tämä on eräänlainen "ketjuposti", joka on valmistettu hopeasta, johon on lisätty joitain muita metalleja. Kangasta voi puristaa, venyttää ja taittaa. Joustavuudestaan ​​huolimatta materiaalia on erittäin vaikea repiä. Suunnitelmissa on, että tulevaisuudessa satelliitit kääritään tällä kankaalla ennen kiertoradalle menoa tai avaruuspuvut ja avaruusasemat suojataan materiaalilla.

Sotilaallinen tekniikka

4D-tulostusta tullaan käyttämään kemian alalla ja puolustusteollisuuden materiaalitieteen tutkimuksessa. 4D-tulostimella voit tulostaa uusia biokemiallisia antureita, materiaaleja ja komponentteja siruille.

Viite! Tällä hetkellä edistystä haittaa sellaisten halpojen laitteiden puute, jotka pystyvät tuottamaan korkearesoluutioisia tulosteita esineistä (noin 1000 kertaa ohuempia kuin hiukset).

Käyttö lääketieteessä

Kirurgit Shaanxista (Kiina) suorittivat onnistuneesti monimutkaisen henkitorvileikkauksen käyttämällä 4D-tulostustekniikkaa. He asensivat potilaaseen henkitorven stentin, jonka ansiosta hän pystyi pitämään hengityselimet auki. Stentin valmistukseen käytettiin biologista materiaalia polykaprolaktonia, joka liukenee ajan myötä - hajoaminen tapahtuu ihmiskehossa kolmen vuoden sisällä.Kirurgit ovat aiemmin laskeneet painetun stentin liukenemisajan, eikä potilaalle tarvitse tehdä erityistä poistoleikkausta.

Suunnilleen samanlainen tapaus sattui Amerikassa. Garrett Peterson syntyi bronkomalasialla, tilalla, jossa nivelet ovat erittäin pehmeitä.

On täysin mahdollista, että uudet biomateriaalit, jotka tulostetaan 4D-tulostimella, ylittävät hyvin pian hengityselinten patologiat. Kasvojen entisöintiä tutkitaan jo nyt.

Yleisesti ottaen monet 4D-tulostuksen alalla työskentelevät tutkijat ennustavat esineiden ja biomateriaalien nopeaa kasvua nykyaikaisella tulostusmenetelmällä 5-6 vuoden sisällä