О технологии 3D печати говорится уже довольно давно. И хотя твердыми объектами, распечатанными на принтере, в повседневной жизни мы пока не пользуемся, но знаем, что они вполне реальны.
Ученые из Массачусетского технологического института под руководством Скайлара Тиббитса пошли еще дальше и добавили к трем измерениям (ширине, длине и глубине) четвертое – время. Они создали концепцию технологии с участием пластиковых нитей и «умных» материалов, которые в водной среде могут самостоятельно соединяться в 3D структуры, образовывая малые трехмерные объекты. Четвертое измерение «время» в данном контексте не означает скорость или момент окончания печати. Здесь имеется в виду заданное время для принятия напечатанным изделием нужной конфигурации.
А исследователи из Колорадского университета Боудера во главе с доцентом кафедры технологии машиностроения Джерри Н. Ци в сотрудничестве с ученым из Сингапурского университета технологии и дизайна Мартином Л. Данном продолжили работу в данном направлении и создали технологию 4D печати, применимую к композитным адаптивным материалам, которые могут быть использованы в области производства, упаковки и создания биомедицинских приложений.
Их эксперимент заключался во введении в композитные материалы полимерных волокон, обладающих памятью формы. В результате удалось получить объект, имеющий определенную начальную конфигурацию, которая спустя какое-то время под воздействием стимулирующих механических или температурных процессов либо при помещении в водную среду может изменяться не один раз, преобразовываясь в несколько сложных и разных по структуре форм. В основе трансформации лежат различные физические механизмы.
Зависимость конфигурации от времени - это и есть так называемый «четырехмерный аспект». Примером служит пластина, которая при контакте с водой складывается в куб. Запрограммировать количество вариантов изменения формы можно на этапе проектирования заготовки.
Степень эффектов запоминания таких форм, как растяжение, сгибание, сжатие и скручивание, зависит от архитектуры, расположения и ориентации волокон в композитном материале, созданном учеными. Это видно из опытов, связанных с нагреванием и охлаждением данного материала. Результаты исследований опубликованы в еженедельнике Applied Physics Letters.
На сегодняшний день технология 4D печати не только разработана, но и успешно апробирована. Ученые надеются, что в ближайшем будущем их изобретение поможет решать многие задачи. Например, панели для солнечных батарей можно будет изготавливать в плоской конфигурации, в целях облегчения транспортировки путем воздействия воды придавать им компактный вид, а на месте установки разворачивать в форму, оптимальную для захвата солнечной энергии. Также твердые 3D объекты, обладающие перенастраиваемой формой, найдут применение в области радиотехники, авиа- и машиностроения.
06.09.2014 - Смазки для термопленок.
Комментариев нет:
Отправить комментарий