پرینت 4 بعدی چیست؟

شنبه 6 آذر 1400

در حالی که امروزه کاربران هنوز در تلاش برای درک امکانات و رفع محدودیت‌های چاپ سه بعدی و توسعه آن هستند، اصطلاح جدیدی برای این صنعت پدید آمده است. پرینت 4 بعدی چیزی نیست جز یک فناوری تولید دیجیتال و پرینت سه بعدی که شامل یک بعد جدید است: و آن چیزی نیست جزء زمان.

این بدان معنی است که مواد چاپ شده، پس از آماده شدن، به دلیل ویژگی های ذاتی خود که به محرک های محیطی پاسخ می دهند، می توانند به طور مستقل تغییر، تبدیل یا حرکت کنند و این یعنی استفاده از متریال هوشمند در چاپ.

آغاز توسعه

این مفهوم توسط محققی به نام Skylar Tibbits، که در آزمایشگاه خود در دانشگاه فناوری ماساچوست (MIT) را با همکاری Stratasys و کمپانی Autodesk همکاری کردند ابداء شد. این فناوری کاملاً جدید است، اما انتظار می رود در بسیاری از زمینه ها، از ساخت و ساز، زیرساخت، خودرو و هوانوردی و حتی برای مراقبت های بهداشتی، همراه با چاپ زیستی استفاده شود و این تحولی بزرگ محسوب میشود.

پرینت 4 بعدی به طور مستقیم به مواد مورد استفاده برای ایجاد شیء بستگی دارد. در این ، مواد به اصطلاح هوشمند، جامداتی هستند که دارای خاصیتی متفاوت هستند شکل، ابعاد یا رنگ آنها که در پاسخ به یک محرک خارجی مانند گرما، نور، رطوبت، فشار یا مغناطیس تغییر می کند. به دلیل خواص مواد داخلی آن که موادی کاملا ساده است. دنیای مادی سه بعدی امروزی از مواد غیرفعال و بی جان مانند آجر، فولاد و شیشه، بتن ساخته شده است. ساختارهای چهاربعدی از مواد فعال، متحرک و به اصطلاح «هوشمند» ساخته شده‌اند که به‌طور مستقل حرکت می‌کنند، متورم، کوچک یا خم می‌شوند در واکنش به یک محرک ثالث همراه با مواد غیرفعال. این به آنها اجازه می‌دهد بدون علم رباتیک، الکترونیک یا موتور حرکت کنند و شکل خود را تغییر دهند.

نمونه ای از مخروط کاج را به عنوان یک ماده هوشمند طبیعی که هم اکنون چاپ شده است. نحوه عملکرد آن از طریق دو لایه الیاف سفت و سخت است که در جهات مختلف قرار دارند و اجازه باز یا بسته شدن مخروط را می دهند، به طوری که دانه ها تنها زمانی آزاد می شوند که زمان مناسب برای جوانه زدن در خاک (گرم و خشک) باشد. هنگامی که رطوبت زیاد است، مخروط بسته می ماند و از دانه ها محافظت می کند. این نمونه ای از چگونگی درک و تکرار فرآیندهای پیچیده طبیعت از سازگاری، انعطاف پذیری و کارایی چیزی است که مهندسان مواد را برمی انگیزد.

همچنین نیروی محرکه بیومیکری است که در آن چاپ 4 بعدی می تواند بسیاری از ایده هایی را که فناوری هنوز به آن دست نیافته است، تحقق بخشد.

اهداف توسعه چاپ سه بعدی

هدف اصلی پرینت 4 بعدی این است که بتوان مواد را هوشمند برنامه ریزی کرد و آن را بر اساس پارامترهای محیطی واکنش نشان داد. اما این کار برای چه چیزی می تواند استفاده شود؟ آزمایش‌هایی در حال انجام را نشان می‌دهد که در آن اجسام، هنگامی که گرم می‌شوند یا به نوعی تحریک می‌شوند، خم می‌شوند و حجم‌های سه‌بعدی دیگری به خود می‌گیرند. این محقق همچنین احتمالات مختلف دیگری را برای چاپ 4 بعدی، از جمله در زمینه زیرساخت، ذکر می کند: به عنوان مثال، یک لوله زهکشی که می تواند با جریان آب منقبض یا منبسط شود. یا یک سیستم فاضلاب که می تواند زباله ها را از طریق انقباضات و شل شدن های مشابه با حرکات پریستالتیک روده حمل کند، که می تواند بر شیب های زمین غلبه کند.

همچنین در حال حاضر تحقیقات جدی و کاملا جدیدی در مورد چاپ 4 بعدی مواد پلیمری برای بازسازی بافت و اندام یا حتی برای بازسازی استخوان وجود دارد. توسعه چاپ 4 بعدی بی پایان است و آزمایشات می توانند بسیار فراتر انجام شوند. تصور کنید همه چیزهایی که مواد هوشمند و پرینت 4 بعدی می‌توانند برای بسته بندی‌های متریال ساختمانی، سازگاری با آب و هوا و پاسخ به متنوع‌ترین محرک‌ها فراهم کنند. اگرچه این فناوری هنوز در مراحل بسیار ابتدایی خود است و در چند آزمایشگاه فناوری در سراسر جهان متمرکز شده است، به نظر می رسد آینده درخشان و امیدوار کننده ای دارد. وقتی به جای تسلط بر طبیعت به دنبال درک و تقلید از آن هستیم، نتایج اغلب چشمگیر هستند.اما به طور کلی به نظر می‌رسد که چاپ 4 بعدی با مواد هوشمند آینده را هدف قرار داده است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مقالات

تماس با ما
محصولات

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به آرشیتکت‌سلام است | 1399