4d tlačiareň

Napriek tomu, že 3D tlač je stále považovaná za novú technológiu, vývojári z Harvardskej univerzity dokázali, že pokrok sa rýchlo rozvíja. Tím vedcov vzal za základ 3D tlačiareň a pridal štvrtý rozmer.

4D tlačiareň: čo to je

„4D tlačiarňou“ rozumieme nepoužívanie 3 rozmerov (X, Y, Z) na tlač reálnych objektov, ale aj využívanie štvrtého rozmeru – času (T).

Ak k vytlačeným predmetom pridáte špeciálne materiály, ktoré dokážu reagovať na vonkajšie faktory – napríklad chlad, vodu – potom sa tieto predmety môžu časom pohybovať a meniť tvar, podobne ako ľudské svaly.

Ako funguje 4D tlačiareň?

4D tlač je najnovšia technológia založená na 3D tlači. Zlepšenie spočíva v pridaní medzivrstvy „inteligentného“ materiálu počas tlače, ktorý je schopný absorbovať vlhkosť.

V tomto prípade je vlhkosť zdrojom energie pre zväčšenie objemu materiálu po vytlačení na 3D tlačiarni. Hlavný predmet najskôr spracuje tlačiareň a potom sa pomocou vody zmení a získa požadovaný tvar.

Referencia! Tieto inovácie umožňujú vytlačiť akúkoľvek položku v pomerne krátkom čase. Je to „Čas“, ktorý je 4. dimenziou.

Čo sa dá vytlačiť na 4D tlačiarni

Harvardské laboratórium vytlačilo mnoho rôznych predmetov, ktoré sú schopné nadobudnúť požadovaný tvar alebo sa sami zostaviť. Vedci demonštrovali samozaväzovacie šnúrky na topánkach a samorozkladací nábytok. Nová technológia sa využíva aj na iné účely.

Ochrana vesmírnych satelitov

Vedci z NASA pomocou 4D tlačiarne vyrobili špeciálnu kovovú tkaninu, ktorá chráni satelity pred poškodením a je potrebná aj na výrobu elastických antén.

Ide o akúsi „reťazovú poštu“ vyrobenú zo striebra s prídavkom niektorých ďalších kovov. Tkaninu je možné stlačiť, natiahnuť a zložiť. Napriek svojej elasticite sa materiál veľmi ťažko trhá. Plánuje sa, že v budúcnosti budú družice pred vstupom na obežnú dráhu obalené touto látkou, prípadne budú týmto materiálom tienené skafandre a vesmírne stanice.

Vojenská technika

4D tlač sa uplatní v chemickej oblasti a pri štúdiu materiálovej vedy pre obranný priemysel. 4D tlačiareň umožňuje tlačiť nové biochemické senzory, materiály a komponenty pre čipy.

Referencia! V súčasnosti je pokrok brzdený nedostatkom lacných zariadení, ktoré dokážu vytvárať výtlačky predmetov s vysokým rozlíšením (približne 1000-krát tenšie ako ľudský vlas).

Použitie v medicíne

Chirurgovia zo Shaanxi (Čína) úspešne vykonali komplexnú operáciu trachey pomocou technológie 4D tlače. Pacientovi nainštalovali tracheálny stent, ktorý mu umožnil udržať dýchacie orgány otvorené. Na výrobu stentu bol použitý biologický materiál polykaprolaktón, ktorý sa časom rozpúšťa – degradácia v ľudskom organizme nastáva do troch rokov.Chirurgovia už predtým vypočítali čas rozpustenia vytlačeného stentu a pacient nebude musieť podstúpiť špeciálnu operáciu odstraňovania.

Približne podobný incident sa stal v Amerike. Garrett Peterson sa narodil s bronchomaláciou, stavom, pri ktorom sú kĺby veľmi mäkké.

Je celkom možné, že nové biomateriály vytlačené na 4D tlačiarni veľmi skoro presiahnu patológiu dýchacieho systému. V oblasti obnovy tváre sa už uskutočňuje výskum.

Vo všeobecnosti mnohí vedci, ktorí pracujú v oblasti 4D tlače, predpovedajú rýchly rast objektov a biomateriálov pomocou modernej metódy tlače v priebehu 5-6 rokov