Sicher haben Sie von 3D-Drucken gehört Was ist 3D-Druck und wie genau funktioniert es? Was ist 3D-Druck und wie genau funktioniert es? Stellen Sie sich vor, Sie könnten dreidimensionale Objekte direkt von einem Drucker in Ihrem Zuhause ausdrucken. Als ich ein Kind in der Grundschule war, dachte ich, es wäre toll, wenn ich Pizzas drucken könnte ... das ist das Drucken von Objekten aus Materialien wie Plastik, Beton und sogar Stahl. Aber wussten Sie, dass die Technologie seit den 1970er Jahren existiert?
Oder vielleicht noch überraschender ist die Tatsache, dass wir bald auf die nächste Stufe dieser Technologie kommen werden: den 4D-Druck.
Es ist schwer zu glauben, dass die Technologie so lange existiert hat, geschweige denn, dass wir uns natürlich in die nächste Phase ihrer Entwicklung begeben, aber alles ist wahr. Also, was ist 4D Drucken? Und wie unterscheidet es sich vom 3D-Druck? Wir werden es für dich aufschlüsseln.
Was ist 4D Drucken?
Wenn Sie es kaputt machen, ist der 4D-Druck grundsätzlich der gleiche wie der 3D-Druck. Sie verwenden immer noch additive Fertigung, um Objekte mit leistungsstarken Druckmaschinen zu erstellen 5 Billige 3D-Drucker, die Sie tatsächlich heute kaufen können 5 Billige 3D-Drucker, die Sie tatsächlich kaufen können Heute vor ein paar Jahren waren selbst die billigsten 3D-Drucker unangenehm nah an der 1.000-Dollar-Marke - Jetzt können Sie einen hochwertigen 3D-Drucker für so wenig wie $ 400 erhalten. Read More, diese Objekte werden immer noch mit den gleichen Grundmaterialien konstruiert, und sie sehen gleich aus.
Der Unterschied besteht darin, wie sich diese hergestellten Objekte im Laufe der Zeit verändern.
Im Wesentlichen beinhaltet das 4D-Drucken das Erstellen von Objekten mit Materialien, die sich schließlich ändern - manchmal nach einer Reaktion auf verschiedene Eigenschaften oder Auslöser, manchmal nur für sich allein.
Durch die Verwendung von Technologien wie Formgedächtnislegierung kann das fertige Produkt die Form vollständig verändern oder verändern. Ein mit einer Formgedächtnislegierung erzeugtes Objekt würde sich beispielsweise nach einer Temperaturverschiebung ändern.
Diese Technologie mag auf dem Papier nicht interessant erscheinen, und ihre Nützlichkeit ist nicht sofort klar, aber die Anwendungen sind ausgesprochen innovativ.
Was sind die Vorteile für den 4D-Druck?
4D-Druck kann verwendet werden, um responsive Objekte zu erstellen, ähnlich wie Responsive Webdesign Benötigen Sie ein Website-Design-Tutorial? Verwenden Sie diese 10 tollen Ressourcen Benötigen Sie ein Website-Design-Tutorial? Verwenden Sie diese 10 Awesome Ressourcen Web-Design ist eine große Fähigkeit zu haben - es können Sie Ihre eigene Website erstellen und kann ein guter Weg zu einer neuen Karriere. Hier erfahren Sie, wie Sie die Grundlagen lernen. Lesen Sie mehr, die sich an die Umgebung anpassen.
Stellen Sie sich Rohrleitungen oder Rohre vor, die sich ausdehnen und zusammenziehen können, um den Wasserfluss zu kontrollieren. Dies kann möglicherweise durch Verwendung von 4D-Drucktechniken erreicht werden, zusammen mit der Auswahl eines geeigneten Materials, aus dem die Objekte erzeugt werden können.
Skylar Tibbits, der Konzeptentwickler des 4D-Drucks, erklärt dies am besten, indem er ein Paar 4D bedruckte Sneaker beschreibt:
"Wenn ich Basketball spiele, passen [die Turnschuhe] mehr auf meine Knöchel auf. Wenn ich auf Gras gehe, sollten sie Stollen wachsen oder wasserdicht werden, wenn es regnet. Es ist nicht so, dass der Schuh verstehen würde, dass du natürlich Basketball spielst, aber er kann sagen, welche Art von Energie oder welche Art von Kräften von deinem Fuß aufgebracht werden. Es könnte sich basierend auf Druck verwandeln. Oder es könnte Feuchtigkeit oder Temperaturveränderungen sein. "
Er glaubt, dass wir in der Lage sein sollten, Objekte zu schaffen, die sich an unsere Bedürfnisse anpassen und verändern. Dies kann erreicht werden, indem die Sneaker mit Materialien erstellt werden, die auf bestimmte Auslöser oder Umgebungsänderungen reagieren.
Eine andere Verwendung für diese Technologie wäre, größere Objekte - wie ein Unterstand oder Zelt - leichter zu tragen. Wenn Sie das Objekt einrichten möchten, können Sie es bei Bedarf erweitern. Stellen Sie es sich vor wie Kleidungsstücke, die in einem vakuumversiegelten Beutel aufbewahrt werden, außer auf innovativerer Ebene.
Kürzlich hat die US-Armee den Universitäten von Harvard, Pittsburgh und Illinois ein Stipendium gewährt, um die Idee der Erzeugung selbstorganisierender Objekte zu untersuchen.
4D-Druckobjekte können angepasst werden, indem sie Druckänderungen, Feuchtigkeits- und Temperaturänderungen, Oberflächenveränderungen, Kraftänderungen und vielem mehr ausgesetzt werden. Dies ist wiederum durch Verwendung von Materialien möglich, die auf diese Eigenschaften reagieren.
Dies erklärt auch, warum der 4D-Druck noch in den Kinderschuhen steckt und sich weitgehend in einer Konzept- oder Experimentierphase befindet. Es gab 4D gedruckte Objekte, aber die Art von fortgeschrittenen Kreationen, über die wir hier gesprochen haben, sind noch nicht möglich.
Wann wird 4D Printing Mainstream?
Es ist schwer zu sagen, wie lange es dauern wird, bis die Verbraucher erwarten, dass sie die 4D-Drucktechniken in ihren Häusern einsetzen werden, ähnlich wie beim 3D-Drucken. Ein Haupthindernis betrifft die Materialien, die 4D-gedruckte Objekte benötigen würden.
Die "intelligenten" Objekte, die während des 4D-Druckprozesses erstellt werden, bestehen aus Multi-Material-Komponenten, was zumindest in diesem Stadium zu Hause kaum noch zu duplizieren wäre.
Eine Materialwissenschaftlerin in Harvard namens Jennifer Lewis erklärt es am besten:
"Aktive Forschungsteams, die den 4D-Druck erforschen, benötigen mehrere Materialien, die zusammen gedruckt werden, wobei ein Material starr bleibt, während ein anderes die Form ändert und wie ein Scharnier wirkt."
Wir sind wetten, dass die meisten Menschen nicht die Werkzeuge oder Ressourcen haben, um Multi-Material-Komponenten zu Hause zu erstellen. Für jetzt müssen wir nur abwarten und sehen, was die Wissenschaftswelt hervorbringen kann.
Die Zukunft von 4D Printing ist unsicher
4D-Druck klingt zweifellos wie eine coole New-Age-Technologie, die viele Leute gerne verwenden würden. Aber gibt es genug Bedarf und genug Leute, die realistisch auf die Technologie zugreifen könnten, um davon abzuheben?
Es ist noch zu früh, um es zu sagen, aber wenn die Technologie so läuft, wie wir es erwarten, dann ist die Antwort ein absolutes Ja. Sobald der 4D-Druck perfektioniert ist, wird die Welt eine massive Veränderung in der Art und Weise sehen, wie Objekte und Gadgets entworfen und hergestellt werden.
Mit 3D-Druck 5 Erstaunliche 3D-Druck-Anwendungen, die Sie sehen müssen, um 5 erstaunliche 3D-Druck-Anwendungen zu glauben, müssen Sie sehen, um zu glauben Was würden Sie mit einem 3D-Drucker tun? Wenn die Leute, die diese Anwendungen entwickeln, etwas dazu zu sagen haben, könnten Sie überrascht sein. Lesen Sie mehr, jeder von medizinischen Fachleuten zu Architekten und Designern haben die Technologie für Aspekte ihres täglichen Lebens nützlich gefunden. Wie fühlst du dich beim 4D-Drucken? Wird es so praktisch sein oder wird es ein Luxus-Tech für Gimmicks sein?
Bildnachweis: 3D-Drucker von Alexander Tolstykh über Shutterstock, Kaique Rocha, CSM-Bibliothek, CSM-Bibliothek, Financial Times und Schezar