Home 3D-Science 3D-printing wordt 4D met zelfassemblerende materialen

3D-printing wordt 4D met zelfassemblerende materialen

5 min lezen
0

4D-printing, we schreven er al eerder over, kan worden gedefinieerd als het creëren van materialen die geproduceerd of geassembleerd kunnen worden in één configuratie en zichzelf vervolgens kunnen aanpassen door zichzelf te assembleren in een tweede, te programmeren configuratie.

2015-09-23 08_36_44

Die transformatie kan gestuurd worden door het gebruiken van slimme materialen die zichzelf veranderen op basis van een vooraf ingestelde serie van bewegingen die geheel te programmeren zijn.

3dp_4d_box_1-300x200

3dp_4d_box_2-300x203

3dp_4d_box_3-300x201

Een groep onderzoekers aan het Georgia Institute of Technology en de Singapore University of Technology and Design hebben een nieuw 4D-proces ontworpen dat complexere zelf-vouwende structuren kan ontwikkelen dan tot op heden mogelijk was terwijl ze maar een enkele prikkel nodig hebben om te transformeren. De 4D-componenten zijn gemaakt door verschillende slimme vormgeheugen materialen te combineren die ieder op een verschillende manier reageren op warmte. De materialen worden op zo’n manier gecombineerd dat ze als ze aan één warmtebron worden blootgesteld, ze gaan bewegen op een manier die precies te voorspellen is en leiden tot een zelfmonterend 3D-object.

3dp_4d_truss-300x185

In onderstaande video kun je zien hoe een plat object in warm water gedoopt wordt en zichzelf transformeert in een gesloten, kubusvormige doos:

Deze technologie kan het mogelijk maken dat er producten worden gefabriceerd of 3D-geprint die helemaal plat of opgerold (in een buis) worden vervoerd. Zodra ze klaar zijn voor montage, worden ze via een bepaalde prikkel geactiveerd en gaat het platte object zichzelf in elkaar zetten via van tevoren geplande bewegingen tot het een 3D-object is geworden. Dit concept kan worden toegepast op zelfmonterende schuilplaatsen, inzetbare medische apparaten zoals gipsen manchetten of beugels, simpele robots en interactief speelgoed. Maar ook voor onderhoudsdiensten kan dit heel handig zijn en zelfs voor de lucht- en ruimtevaart voor bijvoorbeeld onbemande luchtvoertuigen.

3dp_4d_Yiqi_Mao-300x197

De testobjecten die het research team ontwikkelde zijn gemaakt met slimme Shape Memory Polymers (SMP’s) die geprogrammeerd zijn op moleculair niveau om in een bepaalde vorm te bestaan totdat er een warmtebron aan te pas komt, waarna ze automatisch veranderen in een tweede vorm.

De verschillende materialen hebben andere interne klokken waardoor ze op verschillende snelheden reageren op de warmte. Hierdoor is het mogelijk dat de kubus zichzelf samentrekt zonder dat de verschillende componenten met elkaar in botsing komen.

Naast de zelfmonterende doos hebben de onderzoekers eveneens een mechanisme ontwikkeld dat begint als een platte strook en in een andere vorm verandert waarbij een van de uiteinden buigt en zichzelf door een sleutelgat propt. Dit alles biedt aanknopingspunten en mogelijkheden voor heel veel verdere ontwikkeling.

Toon meer gerelateerde berichten
Toon meer door Maarten Verkoren
Toon meer in 3D-Science

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Bekijk ook

Is de Foodini 3D-voedselprinter al wat opgeschoten?

Voedsel kant en klaar uit de printer. Al in 2013 verschenen de eerste artikelen over deze …