Nowa technologia druku 4D ujawnia możliwości materiałów kompozytowych

Zapomnij o drukowaniu w 3D – nadszedł czas na druk 4D. Naukowcy chcą dodać czwarty wymiar do technologii wydruków, oczekując wyników w postaci stworzenia i zastosowania adaptacyjnych materiałów kompozytowych mających zastosowanie w produkcji, pakowaniu i biomedycynie.

Aby osiągnąć ten cel naukowcy włączają “pamięć kształtu” włókien polimerowych do materiałów kompozytowych używanych w tradycyjny druku 3D. Włókna te prowadzą do wytwarzania przedmiotu w jednym ustalonym kształcie, który może być później zmieniony na inny. Początkowo naukowcy łączyli tworzywo sztuczne z warstwą “inteligentnego” materiału, który zmienia kształt w pod wpływem wody.

- Rozwijamy tę koncepcję przez tworzenie materiałów kompozytowych, które mogą zmieniać kształt pod wpływem różnych czynników fizycznych – mówi Martin Dunn, jeden z naukowców biorących udział w badaniach. – Sekret użycia włókien polimeru z pamięcią kształtu w celu uzyskania pożądanych zmian w kształtowaniu materiału kompozytowego tkwi w tym, jak architektura włókien jest zaprojektowana z uwzględnieniem położenia, orientacji oraz innych czynników.

Dlaczego nazywamy to 4D? Naukowcy zdecydowali się na nazwanie takiej technologii drukiem 4D, ponieważ kształt może się zmieniać w czasie, który jest znany jako czwarty wymiar czasoprzestrzeni Einsteina. Kształty są oczywiście określone na etapie projektowania, co nie było możliwe jeszcze kilka lat temu. W trakcie demonstracji naukowcy pokazali, że orientacja i położenie włókien w kompozycie określa stopień wpływu na pamięć kształtu, a w szczególności na składanie, rozwijanie, rozciąganie lub skręcanie. Naukowcy wykazali również możliwość kontroli tych zachowań przez ogrzewanie lub chłodzenie materiału kompozytowego.

Jak ta technologia może być wykorzystana? Istnieje wiele potencjalnych. Na przykład panel słoneczny lub podobny produkt może być wytwarzany w płaskiej konfiguracji, co ułatwia instalację. Może też dzięki płaskim kształtom być łatwo pakowany i transportowany. Po przybyciu na miejsce przeznaczenia, produkt może być aktywowany w celu utworzenia innego kształtu, właściwego dla uzyskania odpowiedniej funkcjonalności.

Martin Dunn mówi, że potrzeba jeszcze trochę czasu, zanim te aplikacje zostaną wykorzystane w praktyce. Jednak nowe badania nie pokazują potencjał tej nowej technologii druku – następny krok po technologii druku 3D.

 

liquid-metal-printingZdjęcie: Michael Dickey

Zapomnij o drukowaniu w 3D – nadszedł czas na druk 4D. Naukowcy chcą dodać czwarty wymiar do technologii wydruków, oczekując wyników w postaci stworzenia i zastosowania adaptacyjnych materiałów kompozytowych mających zastosowanie w produkcji, pakowaniu i biomedycynie. Na zdjęciu – wydruk 3D z użyciem ciekłego metalu.

Źródło: www.scienceworldreport.com

 

Authors

Related posts

Góra
English