Revolucionarna 4D tehnologija ispisa: oblici koji se sami mijenjaju!

Revolucionarna 4D tehnologija ispisa: oblici koji se sami mijenjaju!

Aditivna proizvodnja značajno je napredovala posljednjih godina, posebice u području 4D printanja. To se odnosi na proizvodnju aktivnih struktura s memorijom oblika, koja se može kontrolirati određenim procesnim parametrima. To se odnosi na rastezanje materijala koji se smrzava kada se hladi. Kada se struktura kasnije zagrije, oni mijenjaju oblik. Područje istraživanja 4D ispisa otvara obećavajuće mogućnosti u raznim industrijama, uključujući medicinsku tehnologiju i zrakoplovstvo. Kako TU Braunschweig izvještava, projekt pod pokroviteljstvom DFG-a istražuje utjecaj različitih parametara na promjenu oblika termoplastičnih polimera.

Strukture stvorene memorijom oblika mogu se mijenjati pod utjecajem vanjskih podražaja kao što su temperatura, električna polja ili svjetlost, što omogućuje brojne primjene u modernoj tehnologiji. Termoplastični materijali koji zagrijavanjem postaju mekani i savitljivi nude prednosti jer ponovno otvrdnu bez ikakvih kemijskih strukturnih promjena čim se ohlade. Kako bi osigurali pouzdano ponašanje u pamćenju oblika, znanstvenici su materijal podvrgli termomehaničkim ispitivanjima.

Istraživački napredak i primjene

ETH Zurich je u studiji istraživao kako se mogu proizvesti 4D tiskane strukture s memorijom oblika. Ova studija nosi naslov "4D auksetične strukture koje transformiraju veliki oblik" i analizira programabilne strukture koje se šire i skupljaju kada su izložene toplini. Glasno 3D printanje Istraživači koriste termoviskoelastične metamaterijale koji tvore složene geometrijske oblike. Određena područja strukture mogu se proširiti do 200%. Ovo pokazuje povećanu fleksibilnost u usporedbi s prethodnim studijama i naglašava potencijal tehnologije za biomedicinu, građevinarstvo i zrakoplovstvo.

Izvanredna značajka 4D printanja je mogućnost kontrole konfiguracije stvorenih struktura bez ručnih promjena. Ovo otvara nove perspektive primjene, posebno za područja primjene gdje elektromehanički okidači nisu praktični. Programabilne strukture također zahtijevaju manje prostora i potpornih struktura, dodatno povećavajući učinkovitost procesa ispisa.

Razvoj materijala i automatizacija

Uz inovativne materijale u 4D printanju, QLS tehnologija iz Tvornica NXT obrada materijala otpornih na visoke temperature kao što je poliamid 613. Ova tehnologija, koja je posebno razvijena za potpuno automatsku i nenadziranu aditivnu proizvodnju, predstavlja daljnji napredak koji olakšava prijelaz s prototipova na proizvodnju malih i srednjih serija. QLS 350 platforma koristi patentirani laserski izvor svjetlosti i dizajnirana je za značajno povećanje proizvodnog kapaciteta.

Suradnja između Evonika i NXT Factory ima za cilj dodatno optimizirati učinkovitost aditivne proizvodnje kombiniranjem inovativnih materijala i novih tehnologija. Evonik je postao lider u proizvodnji praha poliamida 12 za tehnologije aditivne proizvodnje i planira uvesti polimerni prah otporan na visoke temperature PA 613 u prvom kvartalu 2020. godine.

Ukratko, razvoj 4D ispisa i napredak u tehnologiji materijala obećavaju širok raspon primjena. Od medicinske tehnologije do svemirskih putovanja, oni otvaraju nove perspektive koje bi mogle proširiti granice prethodnih proizvodnih tehnologija. Trenutačni istraživački projekti i inovacije materijala samo su početak nove ere aditivne proizvodnje.