Che cos'è la stampa 4D e la sua quarta dimensione?

Quest'anno la stampa 3D ha compiuto 30 anni ed è emersa come una delle tecnologie in più rapida crescita con infinite opportunità. Il prezzo della stampa 3D è sceso sotto i 1.000 dollari e recentemente un'azienda cinese ha lanciato il primo scanner e stampante 3D personale a prezzi accessibili.

Qual è il 4^th dimensione nella stampa 4D?

Ora i ricercatori stanno lavorando su materiali "intelligenti" che possono cambiare forma da soli e quindi la stampa 3D si sta spostando nella dimensione successiva, ovvero la stampa 4D (nota anche come produzione additiva adattiva).

La stampa 4D è un termine popolare coniato di recente che può essere attribuito a un oggetto che cambia forma nel tempo. La stampa 4D aggiunge tempo alla lunghezza, larghezza e altezza degli oggetti. Con l'aggiunta del tempo (uno stimolo), gli oggetti acquisiscono capacità di adattamento e autoevoluzione.

Sebbene questo concetto non sia nuovo, l'interesse mostrato dagli scienziati per la produzione di oggetti stampati in 4D è ora in aumento. La lega a memoria di forma è una tecnologia di questo tipo in cui un cambiamento di temperatura stimola un cambiamento di forma. Altri processi includono l'uso di fluidi pressurizzati, polimeri elettroattivi, prodotti chimici e la risposta di materiali "intelligenti" alla luce.

Leggi la nostra copertura speciale sulla stampa 3D e sui nuovi progressi qui: Notizie sulla stampa 3D di fossBytes.

Quali ricerche sono attualmente in corso?

Recentemente lo studio di design Nervous System, Massachusetts, ha sviluppato un abito completamente indossabile stampato in un unico pezzo utilizzando la tecnologia di stampa 4D.

I ricercatori del MIT, Autodesk e Stratasys stanno lavorando su alcuni materiali segreti per sviluppare applicazioni di stampa 4D nuove ed economicamente realizzabili. Stanno combinando vari tipi di polimeri e fibre che hanno la capacità di cambiare forma in risposta a uno stimolo come il calore o l'acqua. Skylar Tibbits del Massachusetts Institute of Technology sta conducendo questa ricerca insieme a Stratasys, una società di produzione digitale nella stampa 4D.

“Abbiamo chiesto se potevamo stampare oggetti che cambiano forma e proprietà in modo che si comportino in modi programmati precisi. Lo chiamiamo 4D perché aggiunge tempo (considerato la quarta dimensione), piuttosto che stampare oggetti statici ", ha detto Tibbits.

I ricercatori hanno utilizzato due materiali per creare oggetti stampati in 3D con proprietà adattive. Uno è un materiale che assorbe l'acqua che è una formula sviluppata da Stratasys ed è un segreto. L'altro è una plastica rigida in uno stato rigido. Hanno creato una griglia quadrata 15 x 15 pollici dal materiale che assorbe l'acqua e può produrre strutture geometriche complesse.

Il dottor Dan Raviv del MIT Media Lab afferma: "Il nostro approccio era quello di stampare strutture 3D utilizzando materiali con proprietà diverse: uno che rimanesse rigido e un altro che si espandesse fino al 200% del volume originale. I materiali in espansione sono stati posizionati strategicamente sulla struttura principale per produrre giunti che si allungavano e si piegavano come una cannuccia flessibile quando attivati ​​dall'acqua, formando un'ampia gamma di forme. Ad esempio, una forma stampata in 3D che assomigliava alle iniziali MIT ha dimostrato di evolversi in un'altra formazione che assomiglia alle iniziali SAL ".

Cosa c'è dopo?

Esiste un'ampia gamma di applicazioni e prodotti che possono adattarsi al calore o all'umidità per migliorare la funzionalità. Le applicazioni includono vestiti o calzature che cambiano la loro forma reagendo ai cambiamenti dell'ambiente. La stampa 4D può essere utilizzata anche per materiali auto deformanti preprogrammati nell'industria sanitaria che possono essere impiantati all'interno del corpo umano. Il dottor Raviv dice: "Per le cose che entrano nel corpo, vogliamo che siano da 10 a 100 volte più piccole. Per gli elettrodomestici, vogliamo diventare 10 volte più grandi ".

Il 3D sta già facendo notizia ogni giorno e aggiunge il 4^th dimensione del tempo può produrre alcuni risultati sbalorditivi in ​​futuro.

Via: L'articolo della conversazione di Dan Raviv, Postdoctoral Fellow presso il Massachusetts Institute of Technology

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