Neskatoties uz to, ka 3D drukāšanu joprojām uzskata par jaunu tehnoloģiju, Hārvarda universitātes izstrādātāji ir pierādījuši, ka progress strauji attīstās. Zinātnieku komanda par pamatu paņēma 3D printeri un pievienoja ceturto dimensiju.
4D printeris: kas tas ir?
Ar “4D printeri” saprot nevis trīs dimensiju (X, Y, Z) izmantošanu reālu objektu drukāšanai, bet arī ceturtās dimensijas - laika (T) izmantošanu.
Ja drukātiem objektiem pievienojat īpašus materiālus, kas var reaģēt uz ārējiem faktoriem - piemēram, aukstumu, ūdeni -, tad šie objekti laika gaitā var kustēties un mainīt formu, piemēram, cilvēka muskuļus.
Kā darbojas 4D printeris
4D drukāšana ir jaunākā tehnoloģija, kuras pamatā ir 3D drukāšana. Uzlabojums ir tāds, ka drukājot tiek pievienots starpposma “vieda” materiāla slānis, kas spēj absorbēt mitrumu.
Šajā gadījumā mitrums ir enerģijas avots materiāla apjoma palielināšanai pēc drukāšanas uz 3D printera. Galveno priekšmetu vispirms apstrādā printeris, un pēc tam ar ūdens palīdzību tas mainās un iegūst vēlamo formu.
Palīdziet! Šie jauninājumi ļauj drukāt jebkuru priekšmetu diezgan īsā laikā. Precīzi "Laiks" ir 4. dimensija.
Ko var izdrukāt uz 4D printera
Hārvardas laboratorija ir iespiedusi daudz dažādu priekšmetu, kas paši var ieņemt vajadzīgo formu vai arī paši salikt. Zinātnieki demonstrēja sev piesietas kurpju auklas, pašas saliekamas mēbeles. Jaunā tehnoloģija tiek izmantota arī citiem mērķiem.
Kosmosa satelīta aizsardzība
Pateicoties 4D printerim, NASA zinātnieki izgatavoja īpašu metāla audumu, kas aizsargā satelītus no bojājumiem, kā arī ir nepieciešams elastīgo antenu ražošanai.
Tas ir sava veida "ķēdes pasts", kas izgatavots no sudraba, pievienojot dažus citus metālus. Audumu var saspiest, izstiept un salocīt. Neskatoties uz elastību, materiālu ir ļoti grūti saplēst. Plānots, ka nākotnē satelīti iesaiņos šo audumu pirms došanās orbītā vai arī ar materiāla palīdzību aizsegs kosmosa kostīmus un kosmiskās stacijas.
Militārā tehnoloģija
4D druka tiks izmantota ķīmiskajā jomā un materiālu zinātnes izpētē aizsardzības nozarei. 4D printeris ļauj izdrukāt jaunus bioķīmiskos sensorus, materiālus un piederumus mikroshēmām.
Palīdziet! Tagad progresu kavē lētu ierīču trūkums, kas varētu izdrukāt objektus ar augstu izšķirtspēju (apmēram 1000 reizes plānāks nekā cilvēku mati).
Lietošana medicīnā
Ķirurgi no Šaņsiņas, Ķīnā, ir veiksmīgi veikuši sarežģītas operācijas trahejā, izmantojot 4D drukāšanas tehnoloģiju. Viņi pacientam uzstādīja trahejas stentu, kas ļāva viņiem saglabāt atvērtus elpošanas orgānus. Stenta ražošanai tika izmantots bioloģiskais materiāls - polikaprolaktons, kas laika gaitā izšķīst - cilvēka organismā sadalīšanās notiek trīs gadu laikā. Ķirurgi iepriekš aprēķināja iespiestā stenta izšķīšanas laiku, un pacientam nevajadzēs veikt īpašu noņemšanas operāciju.
Līdzīgs gadījums notika Amerikā. Garrett Peterson dzimis ar bronhomāliju, kad locītavas ir ļoti mīkstas.
Iespējams, ka jaunie uz 4D printeri izdrukātie biomateriāli ļoti drīz pārsniegs elpošanas sistēmas patoloģiju. Jau veic pētījumu sejas atjaunošanas ziņā.
Kopumā daudzi zinātnieki, kas strādā 4D drukāšanas jomā, prognozē mūsdienu drukāšanas metodes objektu un biomateriālu straujo pieaugumu 5-6 gadu laikā
Atstājiet Savu Komentāru