4d Drucker

Trotz der Tatsache, dass der 3D-Druck immer noch als neue Technologie gilt, haben Entwickler der Harvard University bewiesen, dass sich der Fortschritt rasant entwickelt. Das Wissenschaftlerteam nahm den 3D-Drucker als Grundlage und fügte eine vierte Dimension hinzu.

4D Drucker: was ist das?

Mit „4D-Drucker“ ist die Verwendung von nicht 3 Dimensionen (X, Y, Z) zum Drucken realer Objekte gemeint, sondern auch der vierten Dimension - Zeit (T).

Wenn Sie gedruckten Objekten spezielle Materialien hinzufügen, die auf äußere Faktoren (z. B. Kälte, Wasser) reagieren können, können sich diese Objekte wie die Muskeln einer Person mit der Zeit bewegen und ihre Form ändern.

Wie 4D Drucker funktioniert

4D-Druck ist die neueste Technologie, die auf 3D-Druck basiert. Die Verbesserung besteht darin, dass beim Drucken eine Zwischenschicht aus „intelligentem“ Material hinzugefügt wird, die Feuchtigkeit aufnehmen kann.

In diesem Fall ist Feuchtigkeit eine Energiequelle zum Erhöhen des Materialvolumens nach dem Drucken auf einem 3D-Drucker. Das Hauptmotiv wird zuerst vom Drucker bearbeitet, dann mit Hilfe von Wasser verändert und erhält es die gewünschte Form.

Hilfe! Diese Innovationen ermöglichen es, jedes Objekt in relativ kurzer Zeit zu drucken. Genau "Zeit" ist die 4. Dimension.

Was kann auf einem 4D Drucker gedruckt werden?

Das Harvard Laboratory hat viele verschiedene Artikel gedruckt, die selbst die gewünschte Form annehmen oder sich selbst zusammensetzen können. Wissenschaftler demonstrierten selbstgebundene Schnürsenkel und falteten die Möbel selbst zusammen. Neue Technologien werden auch für andere Zwecke eingesetzt.

Weltraum-Satellitenschutz

Dank eines 4D-Druckers haben die NASA-Wissenschaftler ein spezielles Metallgewebe hergestellt, das die Satelliten vor Beschädigungen schützt und das auch für die Herstellung elastischer Antennen erforderlich ist.

Dies ist eine Art "Kettenhemd" aus Silber mit einigen anderen Metallen. Der Stoff kann komprimiert, gedehnt und gefaltet werden. Trotz der Elastizität ist das Material sehr schwer zu reißen. Es ist geplant, dass Satelliten dieses Gewebe in Zukunft verpacken, bevor sie in die Umlaufbahn gehen, oder mithilfe von Material Raumanzüge und Raumstationen abschirmen.

Militärtechnik

Der 4D-Druck wird auf chemischem Gebiet und beim Studium der Materialwissenschaften für die Verteidigungsindustrie eingesetzt. Mit dem 4D-Drucker können Sie neue biochemische Sensoren, Materialien und Zubehör für Chips drucken.

Hilfe! Jetzt wird der Fortschritt durch den Mangel an kostengünstigen Geräten behindert, die Objekte mit hoher Auflösung (etwa 1000-mal dünner als menschliches Haar) drucken können.

Verwendung in der Medizin

Chirurgen aus Shaanxi, China, haben mit der 4D-Drucktechnologie erfolgreich komplexe Operationen an der Luftröhre durchgeführt. Sie installierten einen Trachealstent für den Patienten, der es ihnen ermöglichte, ihre Atmungsorgane offen zu halten. Für die Herstellung des Stents wurde das biologische Material Polycaprolacton verwendet, das sich im Laufe der Zeit auflöst - der Abbau im menschlichen Körper erfolgt innerhalb von drei Jahren. Die Chirurgen haben zuvor die Auflösungszeit des gedruckten Stents berechnet, und der Patient muss keine spezielle Entfernung durchführen.

Ein ähnlicher Fall ereignete sich in Amerika. Garrett Peterson wurde mit Bronchomalazie geboren, wenn die Gelenke sehr weich sind.

Es ist möglich, dass neue Biomaterialien, die auf einem 4D-Drucker gedruckt werden, sehr bald weit über die Pathologie des Atmungssystems hinausgehen. Ich forsche bereits im Hinblick auf die Genesung des Gesichts.

Im Allgemeinen sagen viele Wissenschaftler, die auf dem Gebiet des 4D-Drucks arbeiten, das schnelle Wachstum von Objekten und Biomaterialien der modernen Druckmethode innerhalb von 5 bis 6 Jahren voraus