4D принтиране – време ли е вече?

Машини • 06.01.2017

4D принтиране – време ли е вече?
4D принтиране – време ли е вече?
4D принтиране – време ли е вече?

Адитивното производство е технология, която е на повече от три десетилетия. Възможностите на 3D принтирането днес се разширяват с всяка нова разработка в областта, включително с подобренията в процеса, оборудването и използваните суровини. Съвременните високотехнологични материали са по-гъвкави и лесни за обработка. Съществуват дори "умни" сплави, чиято структура се трансформира "по памет" - по предварително зададен начин в отговор на даден стимул, например при промяна в температурата.

Иновациите в сферата на адитивното производство
далеч не спират дотук. Наскоро инженерите в областта заговориха и за "4D принтиране" или за производство на изделия, които се трансформират във времето или под въздействието на външен фактор. Макар на пръв прочит тази концепция да звучи фантастично, всъщност тя описва съществуваща технология, при която едно двуизмерно напечатано изделие може да се трансформира в триизмерно, а една 3D форма да се преобрази в друга.

Процесът е базиран на т. нар. мултиматериали
(те не включват интегрирана електроника), при които различните частици от проектираната геометрия притежават различни материални свойства и абсорбират вода по различен начин. Използвайки водата като активиращ агент, произведените с 4D печат обекти на практика могат да се "самоасемблират". Иновативният метод, разработен в Масачузетския технологичен институт в колаборация с няколко високотехнологични компании, обещава истинска революция в бързото прототипиране.

Някои от компонентите на мултиматериалите
запазват обема си при контакт с вода, а други могат да увеличат обема си няколко пъти. Експандиращите се материали се разполагат стратегически между основните структури на изделието, така че да образуват своеобразни "стави", които се променят значително по форма, обем и размери при поглъщане на вода.

Възможните приложения на иновативната технология
са много и най-разнообразни. 4D методът може да бъде използван в бъдеще за производство на различни продукти, коти се адаптират към промени в температурата и влажността, за да подобрят комфорта ни и да добавят нова функционалност. Такива биха били например дрехи, обувки или пък детски стоки, които се самооптимизират, реагирайки на изменения в средата. Самодеформиращите се високотехнологични материали използвани в четириизмерното принтиране, са потенциално приложими и в медицината за производство на различни биосъвместими компоненти, които могат да бъдат имплантирани в човешкото тяло в компактен вид и "на място" да приемат желаната форма.

Сред бъдещите цели на разработчиците
е да усъвършенстват концепцията, така че методът да е подходящ за производство на по-големи изделия в индустриални мащаби, които да могат да понасят и по-интензивни структурни трансформации. Сред областите, в които е необходимо подобрение на технологията, е издръжливостта на мултиматериалите, за да се намали степента им на деградиране с времето и при пространствените трансформации.

Макар все още да не е комерсиално приложимо
иновативното самоасемблиране е само началото на нова ера в адитивното производство с минимална енергия. 4D принтирането сред първите технологии, които променят парадигмата на материалните структури и обекти, които доскоро оставаха статични и неогъваеми, а сега могат да бъдат динамични, адаптируеми и подлежащи на програмиране. Всичко това може да доведе до грандиозна и скокообразна еволюция на редица индустриални сектори като автомобилостроенето, машиностроенето, аерокосмическия отрасъл, строителството и т. н.

Новият брой 5/2017

брой 5-2017

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top