3D-utskrift utvikler seg til 4D: Dette er hva vi vet så langt

Annonse

Sikkert du har hørt om det 3D-utskrift Hva er 3D-utskrift, og hvor nøyaktig fungerer det?Tenk om du kunne skrevet ut tredimensjonale objekter rett fra en skriver i hjemmet ditt. Da jeg var liten på barneskolen, tenkte jeg at det ville være kjempebra hvis jeg kunne trykke pizza ut ... Les mer , som er utskrift av gjenstander av materialer som plast, betong og til og med stål. Men visste du at teknologien har eksistert siden 1970-tallet?

Eller kanskje enda mer overraskende er det faktum at vi snart kommer til neste fase av denne teknologien: 4D-utskrift.

Det er vanskelig å tro at teknologien har eksistert så lenge, enn si at vi naturlig går videre til neste fase i utviklingen, men det stemmer. Så hva er 4D-utskrift? Og hvordan er det forskjellig fra 3D-utskrift? Vi vil dele det ned for deg.

Hva er 4D-utskrift?

Hvis du bryter det ned, er 4D-utskrift i hovedsak det samme som 3D-utskrift. Du bruker fremdeles additiv produksjon for å lage objekter ved hjelp av kraftige utskriftsmaskiner 5 billige 3D-skrivere du faktisk kan kjøpe i dag

For noen år tilbake var selv de billigste 3D-skriverne ubehagelig nær 1000 dollar-merket - nå kan du få en 3D-skriver for kvalitet til så lite som $ 400. Les mer , objektene er fremdeles konstruert ved hjelp av de samme grunnleggende materialene, og de kommer ut på samme måte.

Forskjellen er hvordan de produserte objektene transformerer seg over tid.

I hovedsak innebærer 4D-utskrift å lage objekter med materialer som til slutt endres - noen ganger etter en reaksjon på forskjellige egenskaper eller triggere, andre ganger bare på egen hånd.

Ved å bruke teknologier som formminneslegering, kan det ferdige produktet transformere eller endre form helt. Et objekt som er laget med formminneslegering, for eksempel, vil endre seg etter en temperaturforandring.

Denne teknologien virker kanskje ikke interessant på papiret, og det kan heller ikke være klart at nytten blir umiddelbart klar, men applikasjonene er helt nyskapende.

Hva er brukene for 4D-utskrift?

4D-utskrift kan brukes til å lage responsive objekter, som ligner på Responsivt webdesign Trenger du en tutorial for design av nettsteder? Bruk disse 10 fantastiske ressurseneNettdesign er en stor ferdighet å ha - den lar deg lage din egen webside og kan være en flott vei til en ny karriere. Slik lærer du det grunnleggende. Les mer , som tilpasser seg omgivelsene.

Se for deg rørleggerarbeid eller rør som kan ekspandere og krympe for å kontrollere vannstrømmen. Dette kan muligens oppnås ved å bruke 4D-utskriftsteknikker, sammen med å velge et passende materiale som de objektene skal lage.

Skylar Tibbits, the konseptoppretter av 4D-utskrift, forklarer det best ved å beskrive et par 4D-trykte joggesko:

"Hvis jeg spiller basketball, [joggeskoene] tilpasser seg å støtte anklene mine mer. Hvis jeg går på gress, burde de vokse kloss eller bli vanntette hvis det regner. Det er ikke som skoen ville forstått at du spiller basketball, selvfølgelig, men den kan fortelle hva slags energi eller hvilken type krefter som blir brukt av foten din. Det kan transformere basert på trykk. Eller det kan være fuktighet eller temperaturendring. ”

Han mener at vi burde være i stand til å lage objekter som tilpasser seg og endres for å imøtekomme våre behov. Dette kan gjøres ved å lage joggeskoene med materialer som reagerer på visse utløsere eller miljøendringer.

En annen bruk for denne teknologien vil være å gjøre større gjenstander - som et ly eller telt - lettere å bære. Når du trenger å sette opp objektet, kan du utvide det etter behov. Tenk på det som klær som er lagret i en vakuumforseglet veske, bortsett fra i en mer innovativ skala.

Nylig faktisk den amerikanske hæren tildelt stipend til universitetene i Harvard, Pittsburgh og Illinois for å utforske ideen om å generere selvmonterende gjenstander.

4D-trykte gjenstander kan justeres ved å utsette dem for ting som trykkendringer, fuktighets- og temperaturendringer, overflateendringer, kraftendringer og mye mer. Igjen er dette mulig ved å bruke materialer som reagerer på disse egenskapene.

Dette forklarer også hvorfor 4D-utskrift fortsatt er i sin spede begynnelse og anses i stor grad å være i et konsept- eller eksperimentasjonsfase. Det har vært 4D-trykte objekter, men den typen avanserte kreasjoner vi har snakket om her er ennå ikke mulig.

Når vil 4D-utskrift gå mainstream?

Det er vanskelig å si hvor lang tid det vil vare før forbrukerne kan forvente å benytte seg av 4D-utskriftsteknikker i hjemmene sine, ligner 3D-utskrift nå. En hovedhinder involverer materialene 4D-trykte gjenstander vil kreve.

De "smarte" objektene som ble opprettet under 4D-utskriftsprosessen består av multimateriale komponenter noe som vil være vanskelig å duplisere hjemme, i det minste i dette stadiet.

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

"Aktive forskerteam som utforsker 4D-utskrift krever flere materialer trykt sammen, med ett materiale som holder seg stivt, mens et annet endrer form og fungerer som et hengsel."

Vi er villige til å satse på at folk flest ikke har verktøy eller ressurser til å lage multimateriale komponenter hjemme. Foreløpig må vi bare vente og se hva vitenskapens verden kan komme på.

4D Printing's Future er usikker

4D-utskrift høres uten tvil ut som en kul, new age-teknologi som mange mennesker vil like å bruke. Men er det nok av et behov og nok mennesker som realistisk kunne få tilgang til teknologien for at dette skal ta fart?

Det er fortsatt for tidlig å si fra, men hvis teknologien panner ut på den måten vi forventer at den skal, er svaret et absolutt ja. Når 4D-utskrift er fullført, vil verden se et enormt skifte i måten gjenstander og dingser er designet og produsert.

Med 3D-utskrift 5 fantastiske 3D-utskriftsapplikasjoner du må se for å troHva ville du gjort med en 3D-skriver? Hvis folk som utvikler disse applikasjonene har noe å si om det, kan du bli overrasket. Les mer , alle fra medisinsk fagpersonell til arkitekter og designere har funnet teknologien nyttig for aspekter av deres daglige liv. Hvordan har du det med 4D-utskrift? Vil det være så praktisk eller vil det være en luksusteknologi for gimmicks?

Bildetillegg: 3d-skriver av Alexander Tolstykh via Shutterstock, Kaique Rocha, CSM-bibliotek, CSM-bibliotek, Financial Times og Schezar