Dan Wellers, dyrektor ds. Digital Futures Lead w SAP "Druk 3D rozszerzy się na druk 4D"

Co to jest druk 4D?

Korzystając z istniejącej technologii druku 3D, druk 4D wykorzystuje dynamiczne materiały, które działają inaczej, gdy napotykają na zmieniające się warunki, takie jak woda, światło, ciepło lub prąd elektryczny. Te materiały - hydrożele, polimery z pamięcią kształtu, włókno węglowe, niestandardowe kompozyty tekstylne i wiele innych - mają właściwości, które umożliwiają samodzielne składanie, przekształcanie się lub w inny sposób reagowanie na zmieniające się wydarzenia lub warunki. Nazywa się to drukowaniem 4D, ponieważ zawiera to, co często określa się jako czwarty wymiar: czas.

Dlaczego jest to ważne?

Druk 4D może rozszerzyć to, co jest obecnie osiągalne w prototypowaniu, projektowaniu, produkcja, adaptacja i wykorzystanie po produkcji. Przykłady obejmują: samopłaszczające się pudełka do wykorzystania w magazynach i firmach logistycznych; przewody instalacji wodociągowej zdolne do zmiany ich średnicy w odpowiedzi na natężenie przepływu lub zapotrzebowanie na wodę. Druk 4D otworzył zupełnie nowe innowacje, takie jak implanty medyczne z dynamicznych biomateriałów, które już ratują życie.

Ze względu na możliwość samodzielnego składania, obiekty zbyt duże, by można je było drukować za pomocą konwencjonalnych drukarek 3D, mogą być skompresowane do drukowania, a następnie rozszerzone po wytworzeniu. Drukowanie 4D może być również wykorzystane do wyeliminowania przyziemnego problemu montażu mebli. Ponadto naukowcy wykazali, w jaki sposób inteligentne materiały stosowane w drukowaniu 4D mogą umożliwić obiektowi "zapamiętanie" jego kształtu. Ta zdolność może być wykorzystana do płaskiego pakowania samoorganizującego się schronienia, które powstaje po katastrofie naturalnej, lub tworzenia mostów i tymczasowych dróg wykonanych z materiałów, które rozszerzają się, aby leczyć uszkodzenia i pęknięcia.

Jak ważna będzie Drukowanie 3D to?

Drukowanie 3D reprezentuje cyfrową transformację zarówno projektowania, jak i produkcji w przemyśle wytwórczym i będzie miało ogromny wpływ na wszystko, od logistyki po rozbudowane łańcuchy dostaw aż po transport ciężarowy. Drukowanie 3D eliminuje wiele ograniczeń projektowych i produkcyjnych związanych z tradycyjną produkcją. Projekt produktu może teraz zostać zoptymalizowany pod kątem potrzeb i funkcji klienta, a nie wydajności produkcji.

W ciągu ostatnich kilku lat drukowanie 3D znacznie się poprawiło dzięki zastosowaniu różnych materiałów - nie tylko plastiku, ale także metalu, żywice, piaskowiec, wosk i ceramika - coraz częściej zawierające wiele materiałów naraz. Ulepszenia te torują drogę do przyspieszenia znaczących korzyści, w tym redukcji kosztów, usprawnionych łańcuchów dostawczas wprowadzenia na rynek, zwiększona personalizacja, optymalne wykorzystanie zasobów, udoskonalone prototypowanie i produkcja nowych projektów, które nie były możliwe w przeszłości.

Aplikacje komercyjne nieustannie pojawiają się, aby zasilać drukowanie 3D wszystkiego, od codziennych produktów gospodarstwa domowego po dostosowane produkty medyczne urządzenia i protezy do prawie wszystkich elementów domu. Druk 3D zostanie rozszerzony na druk 4D w nadchodzących latach poprzez dodanie czwartego wymiaru: czasu. Dzięki zastosowaniu specjalnie opracowanych materiałów, które działają inaczej, gdy napotykają na zmieniające się warunki, druk 4D może jeszcze bardziej zmienić kształt produkcji.

W jaki sposób ludzie i maszyny będą współpracować w przyszłości?

Sztuczna inteligencja jest coraz lepsza w rozwiązywaniu coraz bardziej złożonych problemów. Jeśli chcemy zachować wartość ludzkości w coraz bardziej zautomatyzowanym świecie, musimy zacząć rozpoznawać i pielęgnować umiejętności, które są wyjątkowo ludzkie.