4d spausdintuvas

Nepaisant to, kad 3D spausdinimas vis dar laikomas nauja technologija, Harvardo universiteto kūrėjai įrodė, kad pažanga sparčiai vystosi. Mokslininkų komanda ėmėsi 3D spausdintuvo kaip pagrindo ir pridėjo ketvirtą dimensiją.

4D spausdintuvas: kas tai

Sakydami „4D spausdintuvą“ turime omenyje ne 3 matmenų (X, Y, Z) naudojimą realiems objektams spausdinti, bet ir ketvirtosios dimensijos – laiko (T) naudojimą.

Jei prie spausdintų objektų pridėsite specialių medžiagų, kurios gali reaguoti į išorinius veiksnius – pavyzdžiui, šaltį, vandenį –, šie objektai laikui bėgant gali judėti ir keisti formą, kaip ir žmogaus raumenys.

Kaip veikia 4D spausdintuvas?

4D spausdinimas yra naujausia technologija, pagrįsta 3D spausdinimu. Tobulinimas susideda iš tarpinio „protingos“ medžiagos sluoksnio pridėjimo spausdinimo metu, kuris gali sugerti drėgmę.

Šiuo atveju drėgmė yra energijos šaltinis, leidžiantis padidinti medžiagos tūrį po spausdinimo 3D spausdintuvu. Pagrindinį objektą pirmiausia apdoroja spausdintuvas, o po to vandens pagalba pasikeičia ir įgauna reikiamą formą.

Nuoroda! Šios naujovės leidžia atspausdinti bet kurį daiktą per gana trumpą laiką. Būtent „Laikas“ yra 4-oji dimensija.

Ką galima atspausdinti 4D spausdintuvu

Harvardo laboratorija atspausdino daugybę skirtingų objektų, kurie gali įgauti norimą formą arba patys susirenka. Mokslininkai pademonstravo savaime užsirišančius batų raištelius ir savaime išsiskleidžiančius baldus. Naujoji technologija naudojama ir kitiems tikslams.

Kosminių palydovų apsauga

NASA mokslininkai, naudodami 4D spausdintuvą, pagamino specialų metalinį audinį, kuris apsaugo palydovus nuo pažeidimų, taip pat reikalingas elastinėms antenoms gaminti.

Tai savotiškas „grandinis paštas“, pagamintas iš sidabro, pridedant kai kurių kitų metalų. Audinys gali būti suspaustas, ištemptas ir sulankstytas. Nepaisant elastingumo, medžiaga labai sunkiai plyšta. Planuojama, kad šiuo audiniu ateityje prieš išeis į orbitą palydovai bus apvynioti arba šia medžiaga bus ekranuojami skafandrai ir kosminės stotys.

Karinė technika

4D spausdinimas bus naudojamas chemijos srityje ir gynybos pramonės medžiagų mokslo studijose. 4D spausdintuvas leidžia spausdinti naujus biocheminius jutiklius, medžiagas ir komponentus lustams.

Nuoroda! Šiuo metu pažangą stabdo nebrangių prietaisų, galinčių atspausdinti didelės raiškos objektų atspaudus (maždaug 1000 kartų plonesni už žmogaus plauką), trūkumas.

Naudojimas medicinoje

Chirurgai iš Shaanxi (Kinija) sėkmingai atliko sudėtingą trachėjos operaciją naudodami 4D spausdinimo technologiją. Jie pacientui įtaisė trachėjos stentą, kuris leido jam išlaikyti atvirus kvėpavimo organus. Stentui gaminti buvo panaudota biologinė medžiaga polikaprolaktonas, kuris laikui bėgant ištirpsta – degradacija žmogaus organizme įvyksta per trejus metus.Chirurgai iš anksto apskaičiavo atspausdinto stento tirpimo laiką, pacientui specialios pašalinimo operacijos atlikti nereikės.

Maždaug panašus incidentas įvyko Amerikoje. Garrettas Petersonas gimė su bronchomalacija, liga, kai sąnariai yra labai minkšti.

Visai gali būti, kad naujos biomedžiagos, atspausdintos 4D spausdintuvu, labai greitai peržengs kvėpavimo sistemos patologijų ribas. Jau dabar atliekami tyrimai veido atkūrimo klausimais.

Apskritai daugelis mokslininkų, dirbančių 4D spausdinimo srityje, prognozuoja spartų objektų ir biomedžiagų augimą naudojant šiuolaikinį spausdinimo metodą per 5-6 metus.