Druk 3D od lat rozwija się bardzo dynamicznie, ale naukowcy poszli o krok dalej. Coraz częściej mówi się o tzw. druku 4D. W tej technologii wydrukowany element nie jest statyczny – potrafi zmieniać swój kształt pod wpływem określonych warunków, takich jak temperatura, wilgoć, światło czy pole magnetyczne.
W praktyce oznacza to, że przedmiot wydrukowany w drukarce 3D może po pewnym czasie sam zmienić swoją formę.
Czym właściwie jest druk 4D
Druk 4D to rozwinięcie druku 3D. Trzy wymiary pozostają takie same, natomiast czwarty wymiar to czas. Element po wydrukowaniu reaguje na otoczenie i zmienia swój kształt w określony sposób.
Jest to możliwe dzięki zastosowaniu specjalnych materiałów zwanych materiałami inteligentnymi lub materiałami z pamięcią kształtu.
Jak działają materiały z pamięcią kształtu
Materiały używane w druku 4D są zaprojektowane tak, aby reagowały na określone bodźce. Na przykład element może być wydrukowany w jednej formie, a po podgrzaniu wrócić do swojego pierwotnego kształtu.
W praktyce oznacza to, że płaski element może po kontakcie z wodą lub ciepłem złożyć się w trójwymiarową strukturę.
Najczęściej wykorzystywane są:
polimery z pamięcią kształtu
hydrogely reagujące na wilgoć
materiały reagujące na temperaturę
materiały reagujące na pole magnetyczne
Gdzie można wykorzystać druk 4D
Choć technologia jest jeszcze stosunkowo młoda, ma ogromny potencjał. Jednym z najczęściej wymienianych zastosowań jest medycyna.
Implanty wykonane z materiałów zmieniających kształt mogłyby być wprowadzane do organizmu w małej formie, a następnie rozwijać się do właściwego kształtu już w ciele pacjenta.
Inne potencjalne zastosowania to:
elementy konstrukcyjne, które same dopasowują się do warunków
inteligentne ubrania reagujące na temperaturę
konstrukcje kosmiczne, które rozkładają się po dotarciu na orbitę
opakowania zmieniające formę w zależności od temperatury
Przyszłość druku zmieniających się materiałów
Druk 4D jest wciąż na etapie badań, ale już teraz pokazuje, jak bardzo może zmienić sposób projektowania przedmiotów. Zamiast tworzyć statyczne elementy, inżynierowie zaczynają projektować materiały, które potrafią reagować na otoczenie.
To zupełnie nowe podejście do produkcji – przedmiot nie jest już tylko formą, ale systemem, który może się zmieniać i adaptować.
