Содержание
Конечно, вы слышали о 3D-печати
Это печать объектов из таких материалов, как пластик, бетон и даже сталь. Но знаете ли вы, что технология существует с 1970-х годов?
А может быть, еще более удивительным является тот факт, что вскоре мы перейдем к следующему этапу этой технологии: 4D-печати.
Трудно поверить, что технология существовала так долго, не говоря уже о том, что мы естественным образом продвигаемся к следующему этапу своего развития, но все это правда. Итак, что такое 4D печать? И чем он отличается от 3D-печати? Мы сломаем это для вас.
Что такое 4D печать?
Если вы сломаете это, 4D печать по сути такая же, как 3D печать. Вы по-прежнему используете аддитивное производство для создания объектов с использованием мощных печатных машин
эти объекты по-прежнему строятся с использованием одних и тех же основных материалов и выглядят одинаково.
Разница в том, как эти изготовленные объекты трансформируются с течением времени.
По сути, 4D-печать включает в себя создание объектов с материалами, которые в конечном итоге изменяются — иногда после реакции на различные свойства или триггеры, иногда просто сами по себе.
Благодаря использованию таких технологий, как сплав с памятью формы, готовый продукт может полностью трансформироваться или изменить форму. Например, объект, созданный из сплава с памятью формы, изменится после изменения температуры.
Эта технология может показаться неинтересной на бумаге, и при этом ее полезность не может быть сразу понятна, но ее приложения являются совершенно инновационными.
Каковы виды использования 4D-печати?
4D печать может использоваться для создания адаптивных объектов, аналогично адаптивному веб-дизайну
, которые адаптируются к окружающей среде.
Представьте себе водопровод или трубы, которые могут расширяться и сжиматься, чтобы контролировать поток воды. Это может быть достигнуто путем использования 4D технологий печати, наряду с выбором подходящего материала для создания указанных объектов.
Скайлар Тиббитс, создатель концепции 4D печати, объясняет это лучше всего, описав пару 4D печатных кроссовок:
«Если я играю в баскетбол, [кроссовки] адаптируются, чтобы больше поддерживать мои лодыжки. Если я пойду по траве, они должны отрастить шипы или стать водонепроницаемыми, если идет дождь. Конечно, ботинок не понимает, что вы играете в баскетбол, но он может сказать, какую энергию или какие силы применяет ваша нога. Это может измениться в зависимости от давления. Или это может быть изменение влажности или температуры ».
Он считает, что мы должны иметь возможность создавать объекты, которые адаптируются и изменяются в соответствии с нашими потребностями. Это можно сделать, создав кроссовки из материалов, которые реагируют на определенные спусковые механизмы или изменения окружающей среды.
Еще одно применение этой технологии — облегчить переноску крупных предметов, таких как укрытие или палатка. Когда вам нужно настроить объект, вы можете расширить его по требованию. Думайте об этом как о одежде, хранящейся в вакуумной упаковке, за исключением более инновационных масштабов.
Недавно армия США фактически предоставила грант университетам Гарварда, Питтсбурга и Иллинойса для изучения идеи создания самоорганизующихся объектов.
Печатные объекты 4D можно настраивать, подвергая их воздействию таких факторов, как изменение давления, изменение влажности и температуры, изменение поверхности, изменение силы и многое другое. Опять же, это возможно благодаря использованию материалов, которые реагируют на эти свойства.
Это также объясняет, почему 4D-печать все еще находится в зачаточном состоянии и, как считается, находится в стадии разработки или эксперимента. Были печатные объекты 4D, но продвинутые творения, о которых мы здесь говорили, пока невозможны.
Когда 4D Printing станет популярным?
Трудно сказать, сколько времени пройдет до тех пор, пока потребители не смогут использовать в своих домах технологии 4D-печати, подобные 3D-печати. Одним из основных препятствий являются материалы, которые потребуются для печатных объектов 4D.
«Умные» объекты, созданные в процессе 4D-печати, состоят из компонентов из нескольких материалов, которые сложно воспроизвести дома, по крайней мере на этом этапе.
Ученый-материаловед из Гарварда по имени Дженнифер Льюис объясняет это лучше всего:
«Активным исследовательским группам, изучающим 4D-печать, требуется печатать несколько материалов вместе, причем один материал остается жестким, а другой меняет форму и действует как шарнир».
Мы готовы поспорить, что у большинства людей нет инструментов или ресурсов для создания многокомпонентных компонентов дома. Сейчас нам просто нужно подождать и посмотреть, что может предложить научный мир.
Будущее 4D-печати неизвестно
4D печать, без сомнения, звучит как крутая технология нового века, которой многие люди хотели бы пользоваться. Но достаточно ли потребности и достаточного количества людей, которые могли бы реально получить доступ к технологиям, чтобы это взлетело?
Пока еще слишком рано говорить об этом, но если технология работает так, как мы того ожидаем, тогда ответ будет абсолютно положительным. Как только 4D-печать станет совершенной, мир увидит огромный сдвиг в способах проектирования и производства объектов и гаджетов.
С 3D печатью
все, от медицинских работников до архитекторов и дизайнеров, нашли эту технологию полезной для повседневной жизни. Как вы относитесь к 4D печати? Будет ли это так же практично или будет роскошной технологией для уловок?
Авторы изображений: 3D-принтер Александра Толстых от компании Shutterstock, Kaique Rocha, CSM Library, CSM Library, Financial Times и Schezar
