Friday , February 26 2021
Home / Tips / Drucken in der vierten Dimension: Was ist 4D Printing?

Drucken in der vierten Dimension: Was ist 4D Printing?

Was bedeutet es, in der vierten Dimension zu drucken? Wann wird es im großen Stil möglich sein? Welche Vorteile bringt es im Vergleich zum herkömmlichen und 3D-Druck?

Die sogenannte additive Fertigung, zu der auch der 3D-Druck gehört, hat sich als eine der wichtigsten und disruptivsten Innovationen der Moderne erwiesen. Der 3D-Druck hat die Art und Weise, wie Objekte und Komponenten aller Art entworfen, entwickelt und hergestellt werden, revolutioniert. Diese Art des Druckens wird heute in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Denken Sie zum Beispiel an die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, die Medizintechnik bis hin zu Lebensmitteln und Getränken.

In den letzten Jahren konnten jedoch neue Methoden entwickelt werden, um die aktuellen Technologien noch weiter zu verfeinern: Eine davon ist die vierte Dimension. Technisch gesehen ist es immer noch ein abstrakter Begriff und Gegenstand des Studiums für die Wissenschaft. Im Druckbereich bedeutet 4D die Implementierung von Elementen in Bezug auf Zeit und Bewegung zusätzlich zu den für 3D typischen Standardmaßen für Länge, Breite und Tiefe.

Was genau bedeutet das? Ohne auf technische Details einzugehen, bedeutet dies, dass sich ein in 4D gedrucktes Objekt im Laufe der Zeit verändert, sich selbst wieder zusammenfügt oder seine Form vollständig ändert. Versuchen wir zu klären.

So funktioniert 4D-Druck

Wie beim 3D-Druck wird auch bei 4D die Stereolithographie verwendet, um digitale Projekte in physische Objekte umzuwandeln. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Verfahren liegt in der Verwendung spezieller Materialien im 4D-Druck. Die Programmierung zielt darauf ab, dass sie auf einen bestimmten externen Reiz hin auf eine bestimmte Weise reagieren. Zum Beispiel sind sie so aufgebaut, dass sie auf bestimmte Reize wie Eintauchen in Wasser, Wärme oder Elektrizität reagieren. Sobald die Objekte diesen Reizen ausgesetzt sind, werden sie modelliert, bis sie ihre endgültige Form erreicht haben.

Wenn das Endprodukt ein Würfel ist, aber in einer Schachtel verschickt werden muss, die aus Platzgründen flach sein muss, können mit dem 4D-Druck beide Anforderungen erfüllt werden. Mögen? Erstellen Sie zwei zweidimensionale Quadrate, die so programmiert sind, dass sie interagieren und sich in einen Würfel verwandeln, sobald sie einen bestimmten Reiz erhalten. Der Reiz kann Wasser sein oder einer Wärmequelle ausgesetzt sein.

4d Druckmethoden und Materialien

Wie wir gesehen haben, wird die Presse 4D durch die Verwendung spezifischer Materialien ermöglicht. Dies sind die sogenannten Smart Materials wie Hydrogel, SMP-Polymere (Shape-Memory-Polymere) oder Cellulose-Komposite.

Diese Materialien sind nicht neu und werden als gemeinsame Komponenten für Kraftfahrzeuge, Sensoren, Aktuatoren und Energiequellen verwendet.

Aktuelle und zukünftige Anwendungen des 4D-Drucks

Das 4D-Druckkonzept kam 2013 auf den Markt, als ihn ein MIT-Universitätsassistent, Skylar Tibbits, während einer TED-Konferenz zum ersten Mal nannte. Damals galt er als Pionier des 4D-Drucks und sagte: „Ungeordnete Teile erzeugen eine geordnete Struktur nur durch lokale Interaktion“. Die aktuellen Einsatzgebiete sind experimentell unterschiedlich. Sie reichen von der Schaffung intelligenter Strukturen über transformierbare Architekturen bis hin zu elektronischen Geräten, die sich selbst zusammensetzen.

In Zukunft denken wir an weitere Lösungen, noch mehr Science-Fiction, wie Fassaden von Gebäuden, die sich an die Zeit anpassen, Schuhe, die sich an die Aktivität der Füße anpassen, usw.

Abschließende Gedanken

Die additive Fertigung, insbesondere der 3D-Druck, hat im industriellen Bereich deutliche Spuren hinterlassen und die Betriebsmethoden und die Produktentwicklung völlig verzerrt.

Wenn intelligente Materialien immer beliebter werden, wird der 4D-Druck die Produktion weiter revolutionieren. Obwohl sich diese Technologie in der embryonalen Phase befindet, wurde bereits an mögliche Anwendungen gedacht. Sobald es verfügbar ist, wird sein volles Potenzial sofort zum Ausdruck gebracht.

#Video: Wissensnugget zum Thema “4D Druck”

About admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *