4d skrivare

Trots att 3D-utskrift fortfarande anses vara en ny teknik, har utvecklare från Harvard University bevisat att framstegen utvecklas snabbt. Ett team av forskare tog en 3D-skrivare som grund och lade till en fjärde dimension.

4D-skrivare: vad är det

Med "4D-skrivare" menar vi att inte använda 3 dimensioner (X, Y, Z) för att skriva ut verkliga objekt, utan också att använda den fjärde dimensionen - tid (T).

Om du lägger till speciella material till tryckta föremål som kan reagera på yttre faktorer - till exempel kyla, vatten - så kan dessa föremål röra sig och ändra form med tiden, som mänskliga muskler.

Hur fungerar en 4D-skrivare?

4D-utskrift är den senaste tekniken baserad på 3D-utskrift. Förbättringen består i att lägga till ett mellanlager av "smart" material under tryckning som kan absorbera fukt.

I det här fallet är fukt en energikälla för att öka volymen av materialet efter utskrift på en 3D-skrivare. Huvudobjektet bearbetas först av skrivaren, och sedan med hjälp av vatten ändras det och får den önskade formen.

Referens! Dessa innovationer gör det möjligt att skriva ut vilket föremål som helst på ganska kort tid. Det är "Tid" som är den fjärde dimensionen.

Vad kan skrivas ut på en 4D-skrivare

Harvard-laboratoriet har tryckt många olika föremål som kan ta önskad form eller självmontera. Forskare har visat självbindande skosnören och självutfällbara möbler. Den nya tekniken används även för andra ändamål.

Skydd av rymdsatelliter

Med hjälp av en 4D-skrivare har NASA-forskare gjort ett speciellt metalltyg som skyddar satelliter från skador och som också behövs för att göra elastiska antenner.

Detta är en slags "ringbrynja" gjord av silver med tillägg av några andra metaller. Tyget kan komprimeras, sträckas och vikas. Trots sin elasticitet är materialet mycket svårt att riva. Det är planerat att satelliter i framtiden kommer att lindas in med detta tyg innan de går in i omloppsbana, eller så kommer rymddräkter och rymdstationer att skyddas med materialet.

Militär teknik

4D-utskrift kommer att användas inom det kemiska området och i studiet av materialvetenskap för försvarsindustrin. En 4D-skrivare låter dig skriva ut nya biokemiska sensorer, material och komponenter för chips.

Referens! För närvarande hämmas framstegen av bristen på billiga enheter som kan producera högupplösta utskrifter av objekt (ungefär 1000 gånger tunnare än ett människohår).

Används inom medicin

Kirurger från Shaanxi (Kina) utförde framgångsrikt en komplex trakealoperation med 4D-utskriftsteknik. De installerade en trakealstent i patienten, vilket gjorde att han kunde hålla sina andningsorgan öppna. För att tillverka stenten användes det biologiska materialet polykaprolakton som löses upp med tiden – nedbrytning i människokroppen sker inom tre år.Kirurger har tidigare beräknat upplösningstiden för den tryckta stenten, och patienten behöver inte genomgå en speciell borttagningsoperation.

En ungefär liknande incident inträffade i Amerika. Garrett Peterson föddes med bronkomalaci, ett tillstånd där lederna är mycket mjuka.

Det är fullt möjligt att nya biomaterial som skrivs ut på en 4D-skrivare mycket snart kommer att gå långt bortom andningssystemets patologier. Forskning pågår redan när det gäller ansiktsrestaurering.

I allmänhet förutspår många forskare som arbetar inom 4D-utskrift den snabba tillväxten av objekt och biomaterial med den moderna utskriftsmetoden inom 5-6 år