3D-utskrift utvecklas till 4D: Här är vad vi vet hittills

Annons

Visst har du hört talas om 3d-utskrivning Vad är 3D-utskrift och hur exakt fungerar det?Föreställ dig om du kunde skriva ut tredimensionella objekt direkt från en skrivare i ditt hem. När jag var barn i grundskolan tänkte jag att det skulle vara fantastiskt om jag kunde skriva ut pizzor ... Läs mer , som är utskrift av föremål av material som plast, betong och till och med stål. Men visste du att tekniken har funnits sedan 1970-talet?

Eller kanske ännu mer överraskande är det faktum att vi snart kommer att fortsätta till nästa steg i denna teknik: 4D-utskrift.

Det är svårt att tro att tekniken har funnits så länge, än mindre att vi naturligtvis fortsätter till nästa fas i dess utveckling, men det är allt sant. Så vad är 4D-utskrift? Och hur skiljer det sig från 3D-utskrift? Vi kommer att dela upp det åt dig.

Vad är 4D-utskrift?

Om du delar upp det är 4D-utskrift i stort sett samma som 3D-utskrift. Du använder fortfarande additiv tillverkning för att skapa objekt med kraftfulla tryckmaskiner

5 billiga 3D-skrivare som du faktiskt kan köpa idagFör några år tillbaka var till och med de billigaste 3D-skrivarna obekvämt nära $ 1000-märket - nu kan du få en kvalitets 3D-skrivare för så låga som $ 400. Läs mer , dessa objekt är fortfarande konstruerade med samma basmaterial, och de ser ut lika.

Skillnaden är hur de tillverkade föremål transformeras över tiden.

I huvudsak innebär 4D-utskrift att skapa föremål med material som så småningom förändras - ibland efter en reaktion på olika egenskaper eller triggers, ibland bara på egen hand.

Genom att använda tekniker som formminneslegering kan den färdiga produkten transformera eller ändra form helt. Ett objekt skapat med formminneslegering, till exempel, skulle förändras efter en temperaturförskjutning.

Denna teknik kanske inte verkar intressant på papper, och dess användbarhet är inte direkt tydlig, men applikationerna är helt nyskapande.

Vad är användningen för 4D-utskrift?

4D-utskrift kan användas för att skapa svar på objekt som liknar responsiv webbdesign Behöver du en tutorial för webbplatsdesign? Använd dessa 10 fantastiska resurserWebbdesign är en stor färdighet att ha - det låter dig skapa din egen webbplats och kan vara en bra väg till en ny karriär. Så här lär du dig grunderna. Läs mer , som anpassar sig till den omgivande miljön.

Föreställ dig VVS eller rör som kan expandera och krympa för att kontrollera vattenflödet. Detta kan möjligen uppnås genom att använda 4D-trycktekniker, tillsammans med att välja ett lämpligt material för att skapa nämnda föremål.

Skylar Tibbits, the koncept skapare av 4D-utskrift, förklarar det bäst genom att beskriva ett par 4D-tryckta sneakers:

”Om jag spelar basket, [gymnastikskor] anpassar sig för att stödja mina vrister mer. Om jag går på gräs borde de växa klossar eller bli vattentäta om det regnar. Det är inte som att skon skulle förstå att du spelar basket, naturligtvis, men det kan säga vilken typ av energi eller vilken typ av krafter som används av din fot. Det kan förvandlas baserat på tryck. Eller så kan det vara fukt eller temperaturförändring. ”

Han tror att vi borde kunna skapa föremål som anpassas och förändras för att tillgodose våra behov. Detta kan göras genom att skapa sneakers med material som reagerar på vissa triggers eller miljöändringar.

En annan användning för denna teknik skulle vara att göra större föremål - som ett skydd eller tält - lättare att bära. När du behöver konfigurera objektet kan du utöka det på begäran. Tänk på det som kläder lagrade i en vakuumtätad väska, utom i en mer innovativ skala.

Nyligen har den amerikanska armén faktiskt beviljade ett bidrag till universiteten i Harvard, Pittsburgh och Illinois för att utforska idén att generera självmonterande föremål.

4D-tryckta föremål kan justeras genom att utsätta dem för saker som tryckförändringar, förändringar i fukt och temperatur, ytförändringar, kraftförändringar och mycket mer. Återigen är detta möjligt genom att använda material som reagerar på dessa egenskaper.

Detta förklarar också varför 4D-utskrift fortfarande är i sin spädbarn och anses till stor del vara i ett koncept- eller experimentfas. Det har gjorts 4D-tryckta objekt, men den typen av avancerade skapelser som vi har pratat om här är ännu inte möjlig.

När kommer 4D-utskrift att gå i mainstream?

Det är svårt att säga hur lång tid det kommer att gå tills konsumenterna kan förvänta sig att använda 4D-trycktekniker i sina hem, liknande 3D-utskrift nu. Ett stort hinder involverar de material som 4D-tryckta föremål skulle kräva.

De "smarta" objekten skapade under 4D-utskriftsprocessen består av multimaterialkomponenter vilket är något som skulle vara svårt att kopiera hemma, åtminstone i detta skede.

En materialforskare vid Harvard heter Jennifer Lewis förklarar det bäst:

"Aktiva forskargrupper som utforskar 4D-utskrift kräver flera material tryckta tillsammans, med ett material som förblir styvt medan ett annat ändrar form och fungerar som ett gångjärn."

Vi är villiga att satsa på att de flesta inte har verktyg eller resurser för att skapa multimaterialkomponenter hemma. För tillfället måste vi bara vänta och se vad vetenskapsvärlden kan komma på.

4D-utskriftens framtid är osäker

4D-utskrift låter utan tvekan som en cool, nyålders teknik som många människor skulle vilja njuta av. Men finns det tillräckligt med ett behov och tillräckligt med människor som realistiskt kan komma åt tekniken för att detta ska kunna börja?

Det är fortfarande för tidigt att berätta, men om tekniken stannar på det sätt som vi förväntar oss att det är, är svaret ett absolut ja. När 4D-utskrift är perfekt, kommer världen att se en enorm förändring i hur objekt och prylar designas och tillverkas.

Med 3D-utskrift 5 fantastiska 3D-tryckapplikationer du måste se för att troVad skulle du göra med en 3D-skrivare? Om de personer som utvecklar dessa applikationer har något att säga om det kan du bli förvånad. Läs mer , alla från läkare till arkitekter och designers har funnit tekniken användbar för aspekter av deras dagliga liv. Hur tycker du om 4D-utskrift? Kommer det att vara lika praktiskt eller kommer det att vara en lyxteknologi för gimmicks?

Bildkrediter: 3d skrivare av Alexander Tolstykh via Shutterstock, Kaique Rocha, CSM-bibliotek, CSM-bibliotek, Ekonomiska tider och Schezar