3D-utskrift utvecklas till 4D Här är vad vi vet så långt

Visst har du hört talas om 3D-utskrift Vad är 3D-utskrift och hur exakt fungerar det? Vad är 3D-utskrift och hur fungerar det exakt? Tänk om du kan skriva ut tredimensionella föremål rakt från en skrivare i ditt hem. När jag var barn i grundskolan tyckte jag att det skulle vara fantastiskt om jag kunde skriva ut pizzaer ... Läs mer, vilket är utskrift av föremål ur material som plast, betong och jämnt stål. Men visste du att tekniken har funnits sedan 1970-talet?

Eller kanske ännu mer överraskande är det faktum att vi snart kommer att gå vidare till nästa steg i denna teknik: 4D-utskrift.

Det är svårt att tro att tekniken har funnits så länge, än mindre, att vi naturligt går vidare till nästa fas i sin utveckling, men det är helt sant. Så vad är 4D-utskrift? Och hur skiljer det sig från 3D-utskrift? Vi slår ner det för dig.

Vad är 4D-utskrift?

Om du bryter ner den, är 4D-utskrift i princip densamma som 3D-utskrift. Du använder fortfarande additivtillverkning för att skapa objekt med kraftfulla skrivare 5 Billiga 3D-skrivare kan du faktiskt köpa idag 5 billiga 3D-skrivare kan du faktiskt köpa idag Ett par år tillbaka var även de billigaste 3D-skrivarna obehagligt nära markeringen på $ 1000 - nu kan du få en kvalitets 3D-skrivare för så låg som $ 400. Läs mer, dessa objekt är fortfarande konstruerade med samma grundläggande material, och de kommer att se ut på samma sätt.

Skillnaden är hur de tillverkade objekten transformerar över tiden.

I huvudsak innebär 4D-utskrift att skapa föremål med material som i slutändan förändras - ibland efter en reaktion på olika egenskaper eller triggers, ibland bara på egen hand.

Genom att använda tekniker som formminneslegering kan den färdiga produkten omvandla eller ändra form helt. Ett objekt skapat med formminne-legering skulle exempelvis förändras efter en temperaturförskjutning.

Denna teknik kanske inte verkar intressant på papper, och det kan inte heller vara användbart, men applikationerna är helt nyskapande.

Vad är användningen för 4D-utskrift?

4D-utskrift kan användas för att skapa responsiva objekt, som liknar en lyhörd webdesign. Behöver du en webbdesigntutorial? Använd dessa 10 fantastiska resurser Behöver du en webbdesigntutorial? Använd dessa 10 fantastiska resurser Webbdesign är en stor färdighet att ha - det låter dig skapa din egen webbplats och kan vara en bra väg till en ny karriär. Så här lär du dig grunderna. Läs mer, som anpassar sig till omgivningen.

Föreställ dig rörledningar eller rör som kan expandera och krympa för att styra flödet av vatten. Detta kan eventuellt uppnås genom att använda 4D-trycktekniker, tillsammans med att välja ett lämpligt material för att skapa nämnda objekt.

Skylar Tibbits, konceptet skapare av 4D-utskrift, förklarar det bäst genom att beskriva ett par 4D-tryckta sneakers:

“Om jag spelar basket, anpassar sig [sneakersna] till att stödja mina anklar mer. Om jag går på gräs, bör de växa klossar eller bli vattentäta om det regnar. Det är inte som att skogen skulle förstå att du spelar basket, självklart, men det kan säga vilken typ av energi eller vilken typ av krafter som appliceras av din fot. Det kan omvandlas baserat på tryck. Eller det kan vara fukt eller temperaturförändring.”

Han tror att vi borde kunna skapa föremål som anpassar och förändras för att möta våra behov. Detta kan ske genom att skapa sneakers med material som reagerar på vissa triggers eller miljöförändringar.

En annan användning för denna teknik skulle vara att göra större föremål - som ett skydd eller tält - lättare att bära. När du behöver ställa in objektet kan du expandera det på begäran. Tänk på det som kläder som är lagrade i en vakuumförseglad väska, utom i en mer innovativ skala.

Nyligen har amerikanska armén faktiskt beviljat bidrag till universiteten i Harvard, Pittsburgh och Illinois för att utforska tanken att skapa självmonterande objekt.

4D-tryckta objekt kan justeras genom att exponera dem på saker som tryckförändringar, fukt och temperaturförändringar, ytförändringar, kraftförändringar och mycket mer. Återigen är detta möjligt genom att använda material som reagerar på dessa egenskaper.

Detta förklarar också varför 4D-utskrift fortfarande är i sin linda och anses i stor utsträckning vara i ett koncept eller experimentfas. Det har funnits 4D-tryckta objekt, men den typ av avancerade skapelser vi har pratat om här är ännu inte möjliga.

När kommer 4D-utskrift Gå Mainstream?

Det är svårt att säga hur länge det kommer att vara förrän konsumenterna kan förvänta sig att använda sig av 4D-trycktekniker i sina hem, som liknar 3D-utskrift nu. Ett stort hinder innefattar materialet 4D-tryckta objekt skulle kräva.

De “smart” objekt som skapats under 4D-utskriftsprocessen består av multimaterialkomponenter, vilket är något som skulle vara svårt att duplicera hemma, åtminstone i detta skede.

En materialforskare vid Harvard som heter Jennifer Lewis förklarar bäst:

“Aktiva forskargrupper som utforskar 4D-utskrift kräver flera material som skrivs ut tillsammans, med ett material som stannar fast medan en annan ändrar form och fungerar som ett gångjärn.”

Vi är villiga att satsa på att de flesta inte har verktyg eller resurser för att skapa multimaterialkomponenter hemma. För nu måste vi bara vänta och se vad vetenskapsverdenen kan komma med.

4D-utskriftens framtid är osäker

4D-utskrift låter utan tvekan som en cool, nyårig teknologi som många människor skulle vilja använda. Men finns det tillräckligt med ett behov och tillräckligt med människor som verkligen kan få tillgång till tekniken för att detta ska ta av?

Det är fortfarande för tidigt att berätta, men om tekniken pannar ut på det sätt som vi förväntar oss det, är svaret ett absolut ja. När 4D-utskrift är perfekt, kommer världen att se ett enormt skifte i hur objekt och gadgets utformas och tillverkas.

Med 3D-utskrift 5 Fantastiska 3D-skrivprogram som du måste se för att tro 5 Fantastiska 3D-skrivprogram som du måste se för att tro Vad skulle du göra med en 3D-skrivare? Om folket som utvecklar dessa applikationer har något att säga om det kan du bli förvånad. Läs mer, alla från medicinsk personal till arkitekter och designers har funnit tekniken användbar för aspekter av deras dagliga liv. Hur känner du dig om 4D-utskrift? Kommer det vara så praktiskt eller kommer det att bli en lyxteknik för gimmicks?

Bildkrediter: 3d-skrivare av Alexander Tolstykh via Shutterstock, Kaique Rocha, CSM-bibliotek, CSM-bibliotek, Financial Times och Schezar

Utforska mer om: 3D-utskrift, Futurology, Technology.