4d εκτυπωτή

Παρά το γεγονός ότι η εκτύπωση 3D θεωρείται ακόμα μια νέα τεχνολογία, οι προγραμματιστές από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ έχουν αποδείξει ότι η πρόοδος εξελίσσεται ταχέως. Η ομάδα επιστημόνων πήρε τον εκτυπωτή 3D ως βάση και πρόσθεσε μια τέταρτη διάσταση.

4D εκτυπωτής: τι είναι αυτό

Ως "εκτυπωτής 4D" εννοείται η χρήση όχι 3 διαστάσεων (X, Y, Z) για την εκτύπωση πραγματικών αντικειμένων, αλλά και η τέταρτη διάσταση - χρόνος (T).

Αν προσθέσετε ειδικά υλικά σε έντυπα αντικείμενα που μπορούν να ανταποκριθούν σε εξωτερικούς παράγοντες - για παράδειγμα, κρύο, νερό - τότε αυτά τα αντικείμενα μπορούν να κινηθούν και να αλλάξουν το σχήμα τους με την πάροδο του χρόνου, όπως οι μύες ενός ατόμου.

Πώς λειτουργεί ο 4D εκτυπωτής

Η εκτύπωση 4D είναι η τελευταία τεχνολογία που βασίζεται στην τρισδιάστατη εκτύπωση. Η βελτίωση είναι ότι όταν εκτυπώνεται, προστίθεται ένα ενδιάμεσο στρώμα "έξυπνου" υλικού το οποίο είναι ικανό να απορροφά υγρασία.

Σε αυτή την περίπτωση, η υγρασία είναι μια πηγή ενέργειας για την αύξηση του όγκου του υλικού μετά την εκτύπωση σε έναν 3D εκτυπωτή. Το κύριο αντικείμενο επεξεργάζεται πρώτα ο εκτυπωτής και με τη βοήθεια του νερού αλλάζει και παίρνει το επιθυμητό σχήμα.

Βοήθεια! Αυτές οι καινοτομίες καθιστούν δυνατή την εκτύπωση οποιουδήποτε αντικειμένου σε αρκετά σύντομο χρονικό διάστημα. Ακριβώς ο "Χρόνος" είναι η 4η διάσταση.

Τι μπορεί να εκτυπωθεί σε έναν εκτυπωτή 4D

Το Εργαστήριο του Χάρβαρντ έχει εκτυπώσει πολλά διαφορετικά αντικείμενα που μπορούν να αναλάβουν οι ίδιοι το απαιτούμενο σχήμα ή να συναρμολογηθούν. Οι επιστήμονες κατέδειξαν αυτοκόλλητα κορδόνια, αναδιπλούμενα έπιπλα από μόνα τους. Η νέα τεχνολογία χρησιμοποιείται επίσης για άλλους σκοπούς.

Διαστημική δορυφορική προστασία

Χάρη σε έναν εκτυπωτή 4D, οι επιστήμονες της NASA δημιούργησαν ένα ειδικό μεταλλικό ύφασμα που προστατεύει τους δορυφόρους από ζημιές και απαιτείται επίσης για την κατασκευή ελαστικών κεραιών.

Αυτό είναι ένα είδος "αλυσιδωτής αλληλογραφίας" από ασήμι με την προσθήκη κάποιων άλλων μετάλλων. Το ύφασμα μπορεί να συμπιεστεί, να τεντωθεί και να διπλωθεί. Παρά την ελαστικότητα, το υλικό είναι πολύ δύσκολο να σκιστεί. Προβλέπεται ότι, στο μέλλον, οι δορυφόροι θα συσκευάσουν αυτό το ύφασμα προτού φτάσουν σε τροχιά ή με τη βοήθεια υλικού που θα προστατεύουν τα κοστουμιά και τους διαστημικούς σταθμούς.

Στρατιωτική τεχνολογία

Η εκτύπωση 4D θα χρησιμοποιηθεί στο χημικό πεδίο και στη μελέτη της επιστήμης των υλικών για την αμυντική βιομηχανία. Ο εκτυπωτής 4D σας επιτρέπει να εκτυπώνετε νέους βιοχημικούς αισθητήρες, υλικά και εξαρτήματα για μάρκες.

Βοήθεια! Τώρα η πρόοδος παρεμποδίζεται από την έλλειψη φθηνών συσκευών που μπορούν να εκτυπώσουν αντικείμενα με υψηλή ανάλυση (περίπου 1000 φορές λεπτότερη από την ανθρώπινη τρίχα).

Χρήση στην ιατρική

Οι χειρουργοί από το Shaanxi της Κίνας έχουν πραγματοποιήσει με επιτυχία πολύπλοκη χειρουργική επέμβαση στην τραχεία χρησιμοποιώντας τεχνολογία εκτύπωσης 4D. Εγκατέστησαν ένα τραχειακό stent για τον ασθενή, το οποίο τους επέτρεψε να διατηρήσουν τα αναπνευστικά τους όργανα ανοιχτά. Για την κατασκευή του στεντ, χρησιμοποιήθηκε το βιολογικό υλικό πολυκαπρολακτόνη, το οποίο διαλύεται με την πάροδο του χρόνου - η αποικοδόμηση στο ανθρώπινο σώμα συμβαίνει μέσα σε τρία χρόνια. Οι χειρουργοί έχουν προηγουμένως υπολογίσει το χρόνο διάλυσης του τυπωμένου στεντ και ο ασθενής δεν θα χρειαστεί να εκτελέσει μια ειδική διαδικασία απομάκρυνσης.

Μια παρόμοια περίπτωση συνέβη στην Αμερική. Ο Garrett Peterson γεννήθηκε με βρογχομαλακία όταν οι αρθρώσεις είναι πολύ μαλακές.

Είναι πιθανό τα νέα βιοϋλικά που τυπώνονται σε έναν εκτυπωτή 4D να πηγαίνουν πολύ σύντομα πέρα ​​από την παθολογία του αναπνευστικού συστήματος. Έχει ήδη πραγματοποιήσει έρευνα όσον αφορά την αποκατάσταση του προσώπου.

Σε γενικές γραμμές, πολλοί επιστήμονες που εργάζονται στον τομέα της εκτύπωσης 4D προβλέπουν την ταχεία ανάπτυξη αντικειμένων και βιοϋλικών της σύγχρονης μεθόδου εκτύπωσης εντός 5-6 ετών