4d tiskárna

Navzdory tomu, že 3D tisk je stále považován za novou technologii, vývojáři z Harvardské univerzity dokázali, že pokrok se rychle vyvíjí. Tým vědců vzal za základ 3D tiskárnu a přidal čtvrtý rozměr.

4D tiskárna: co to je

„4D tiskárnou“ nemáme na mysli použití 3 rozměrů (X, Y, Z) k tisku reálných objektů, ale také použití čtvrtého rozměru – času (T).

Pokud k tištěným předmětům přidáte speciální materiály, které mohou reagovat na vnější faktory – například chlad, vodu – pak se tyto předměty mohou v průběhu času pohybovat a měnit tvar, jako lidské svaly.

Jak funguje 4D tiskárna?

4D tisk je nejnovější technologie založená na 3D tisku. Vylepšení spočívá v přidání mezivrstvy „chytrého“ materiálu během tisku, který je schopen absorbovat vlhkost.

Vlhkost je v tomto případě zdrojem energie pro zvětšení objemu materiálu po tisku na 3D tiskárně. Hlavní objekt je nejprve zpracován tiskárnou a poté se pomocí vody mění a dostává požadovaný tvar.

Odkaz! Tyto inovace umožňují vytisknout jakoukoli položku v poměrně krátkém čase. Je to „Čas“, který je čtvrtou dimenzí.

Co lze vytisknout na 4D tiskárně

Harvardská laboratoř vytiskla mnoho různých objektů, které jsou schopné nabrat požadovaný tvar nebo se samy sestavit. Vědci předvedli samozavazovací tkaničky a samorozkládací nábytek. Nová technologie se používá i pro jiné účely.

Ochrana vesmírných družic

Vědci z NASA pomocí 4D tiskárny vyrobili speciální kovovou tkaninu, která chrání satelity před poškozením a je také potřeba k výrobě elastických antén.

Jedná se o druh „řetězové pošty“ vyrobený ze stříbra s přídavkem některých dalších kovů. Tkaninu lze stlačit, natáhnout a složit. Navzdory své elasticitě se materiál velmi těžko trhá. Plánuje se, že v budoucnu budou družice před vstupem na oběžnou dráhu obaleny touto látkou, případně budou tímto materiálem odstíněny skafandry a vesmírné stanice.

Vojenská technika

4D tisk najde uplatnění v chemické oblasti a při studiu materiálových věd pro obranný průmysl. 4D tiskárna umožňuje tisknout nové biochemické senzory, materiály a komponenty pro čipy.

Odkaz! V současné době je pokrok brzděn nedostatkem levných zařízení, která mohou vytvářet výtisky objektů s vysokým rozlišením (přibližně 1000krát tenčí než lidský vlas).

Použití v lékařství

Chirurgové z Shaanxi (Čína) úspěšně provedli složitou tracheální operaci pomocí technologie 4D tisku. Pacientovi nainstalovali tracheální stent, který mu umožnil udržet dýchací orgány otevřené. K výrobě stentu byl použit biologický materiál polykaprolakton, který se časem rozpouští – k degradaci v lidském těle dochází do tří let.Chirurgové již dříve vypočítali dobu rozpouštění vytištěného stentu a pacient nebude muset podstoupit speciální operaci odstranění.

Přibližně podobný incident se stal v Americe. Garrett Peterson se narodil s bronchomalacií, což je stav, kdy jsou klouby velmi měkké.

Je docela možné, že nové biomateriály vytištěné na 4D tiskárně velmi brzy překročí patologii dýchacího systému. V oblasti obnovy obličeje se již provádí výzkum.

Obecně platí, že mnoho vědců, kteří pracují v oblasti 4D tisku, předpovídá rychlý růst objektů a biomateriálů pomocí moderní metody tisku během 5-6 let