מדפסת 4D

למרות העובדה שהדפסת תלת מימד עדיין נחשבת לטכנולוגיה חדשה, מפתחים מאוניברסיטת הרווארד הוכיחו שהקידמה מתפתחת במהירות. צוות של מדענים לקח מדפסת תלת מימד כבסיס והוסיף מימד רביעי.

מדפסת 4D: מה זה

ב"מדפסת 4D" אנו מתכוונים לא להשתמש ב-3 מימדים (X, Y, Z) להדפסת אובייקטים אמיתיים, אלא גם שימוש בממד הרביעי - זמן (T).

אם אתה מוסיף חומרים מיוחדים לחפצים מודפסים שיכולים להגיב לגורמים חיצוניים - למשל, קור, מים - אז החפצים האלה יכולים לנוע ולשנות צורה עם הזמן, כמו שרירים אנושיים.

כיצד פועלת מדפסת 4D?

הדפסת 4D היא הטכנולוגיה העדכנית ביותר המבוססת על הדפסת 3D. השיפור מורכב מהוספת שכבת ביניים של חומר "חכם" במהלך ההדפסה המסוגלת לספוג לחות.

במקרה זה, לחות היא מקור אנרגיה להגדלת נפח החומר לאחר הדפסה במדפסת תלת מימד. האובייקט העיקרי עובר תחילה עיבוד במדפסת, ולאחר מכן בעזרת מים הוא משתנה ומקבל את הצורה הנדרשת.

התייחסות! חידושים אלו מאפשרים להדפיס כל פריט תוך זמן קצר למדי. זה "זמן" שהוא הממד הרביעי.

מה ניתן להדפיס במדפסת 4D

מעבדת הרווארד הדפיסה חפצים רבים ושונים המסוגלים לקבל את הצורה הרצויה או להרכבה עצמית. מדענים הדגימו שרוכי נעליים קשירה עצמית ורהיטים מתקפלים מעצמם. הטכנולוגיה החדשה משמשת גם למטרות אחרות.

הגנה על לווייני חלל

באמצעות מדפסת 4D, מדעני נאס"א ייצרו בד מתכת מיוחד המגן על לוויינים מפני נזקים והוא נחוץ גם לייצור אנטנות אלסטיות.

זהו סוג של "דואר שרשרת" עשוי כסף בתוספת של כמה מתכות אחרות. את הבד ניתן לדחוס, למתוח ולקפל. למרות גמישותו, החומר קשה מאוד לקרוע. מתוכנן שבעתיד לוויינים יהיו עטופים בבד הזה לפני כניסתם למסלול, או שחליפות חלל ותחנות חלל יוגנו באמצעות החומר.

טכנולוגיה צבאית

הדפסת 4D תשמש בתחום הכימי ובלימוד מדעי החומרים לתעשייה הביטחונית. מדפסת 4D מאפשרת להדפיס חיישנים ביוכימיים חדשים, חומרים ורכיבים לשבבים.

התייחסות! נכון לעכשיו, ההתקדמות מעוכבת על ידי היעדר מכשירים זולים שיכולים לייצר הדפסים ברזולוציה גבוהה של אובייקטים (בערך פי 1000 דקות יותר משערת אדם).

שימוש ברפואה

מנתחים משאנשי (סין) ביצעו בהצלחה ניתוח מורכב של קנה הנשימה בטכנולוגיית הדפסה 4D. הם התקינו במטופל סטנט קנה הנשימה, שאפשר לו לשמור על איברי הנשימה שלו פתוחים. לייצור הסטנט נעשה שימוש בחומר הביולוגי פוליקאפרולקטון, שמתמוסס עם הזמן - הפירוק בגוף האדם מתרחש תוך שלוש שנים.מנתחים חישבו בעבר את זמן הפירוק של הסטנט המודפס, והמטופל לא יצטרך לעבור ניתוח הסרה מיוחד.

מקרה דומה התרחש באמריקה. גארט פיטרסון נולד עם ברונכומלציה, מצב שבו המפרקים רכים מאוד.

בהחלט ייתכן שחומרים ביולוגיים חדשים המודפסים במדפסת 4D יעברו בקרוב מאוד מעבר לפתולוגיות של מערכת הנשימה. מחקר כבר מתבצע במונחים של שיקום פנים.

באופן כללי, מדענים רבים העוסקים בתחום הדפסת 4D חוזים צמיחה מהירה של עצמים וחומרים ביולוגיים בשיטת ההדפסה המודרנית תוך 5-6 שנים