Erfahre wie 4D Drucker den 3D Druck revolutionieren

Wie 4D Drucker den 3D Druck revolutionieren

 

Obwohl der 3D Druck bereits revolutionär und vermutlich unsere Zukunft massiv beeinflussen wird, wird bereits weitergedacht: Seit einiger Zeit wird an sogenannten 4D Druck geforscht. Der Unterschied zu 3D Druck liegt hierbei beim Objekt selbst. Nachdem es von einem 4D Drucker gefertigt wurde, bleibt es nicht wie nach einem 3D Druck statisch, sondern verfügt durch sensorische Auslöser wie zum Beispiel Wasser, Wärme oder Schall über verformbare Eigenschaften.

Die vierte Dimsension(4D) ist also die Zeit. Diese Verformungsmöglichkeiten machen 4D Drucke zu sogenannten intelligenten Werkstoffen. Bei Bedarf können sich diese zu Gunsten des angestrebten Ziels anpassen.  Aufgrund der unglaublichen Komplexität müssen dazu mit Bioengineering, Chemie, Informatik, Ingenieurswissenschaften, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik allerdings unglaublich viele Wissenschaften vereint werden, weshalb der 4D Druck noch ganz am Anfang steht.

 

Die Entstehung von 4D Druck

Die 4D Drucker Zukunft könnte die 3D Drucker Zukunft ablösen

Aus einer 3D Drucker Zukunft könnte bald eine 4D Drucker Zukuft werden

Der Grund für die Beschäftigung mit 4D Druck war vermutlich die Untersuchung des Warping. Warping bedeutet hierbei nichts anderes als Verzug und bezieht sich auf die Verformung eines Gegenstands bei zu schneller Abkühlung. Deshalb wurde auch umgekehrt gedacht, sodass ein der gedruckte Gegenstand in Zukunft bei Hitze ebenfalls verformen kann.

An 4D Druck wird aktuell aber vor allem von verschiedenen Universitäten und Unternehmen geforscht: Das Massachusetts Institute of Technology, Harvard Technology, ETH Zürich und die Unternehmen Autodesk und Stratasys sind aktuell führend bei der Entwicklung.


Als Vorbild diente Harvard dabei die Natur. Beim 4D Druck dient Zellulose, welches Pflanzen zur Transformation benutzen, als Druckmaterial. Dieses gelartige verformbare Material kann durch den sensorischen Auslöser Wasser zur Zielform verändert werden. Die ETH Zürich setzt dagegen auf 4D Drucke aus einem starren Polymer für den Hauptkörper, welches durch bewegliches Polymer ergänzt wird. Ziel ist es hier ein 4D Druck mit zwei möglichen Zuständen zu erstellen. Die 4D Drucke sollen dabei durch eine zweidimensionale Ebene transportfähig und sich bei Bedarf wieder zu einem dreidimensionalen Objekt verformen.


 

 

 

 

Mögliche Anwendungsbereiche von 4D Druck

Natürlich sind die Anwendungsbereiche von 4D Druck denen von 3D Druck sehr ähnlich. Das verformbare Material bietet hier jedoch neue Möglichkeiten und revolutioniert bereits etablierte Anwendungsbereiche:


Erfahre wofür 4D Druck angewendet werden könnte

Mögliche Anwendungen für 4D Druck

In der Medizin könnten 3D Drucker in Zukunft neue Organe drucken. Problemtisch wird es doch bereits dann, wenn beispielsweise einem Kind ein Organ eingesetzt wird. Das Kind und sein Körper wächst mit der Zeit, sodass das vorher funktionsfähige Organ auf Dauer nicht mehr wie gewünscht arbeiten kann.

4D Drucker könnten den 3D Druck auch in der Bauindustrie verbessern. Mit Hilfe von intelligenten Werkstoffen könnten selbstregenerierende Bauteile wie zum Beispiel Rohre gebaut werden. Ein altes Haus müsste dann beispielsweise nicht mehr restauriert werden und die entfallenden Instandhaltungskosten würden auf Dauer die erhöhten Kosten von selbstreinigenden Rohren wettmachen.

In der Modeindustrie wurde bisher noch keine große Verwendung für 3D Druck gefunden. 4D Drucker könnten dies mit Kleidung, welche sich je nach Wetterlage anpassen, jedoch ändern. Eine Stoffjacke mit Wasser als sensorischem Auslöser könnte sich so in kurzer Zeit zu einer Regenjacke umfunktionieren.

Natürlich könnte 4D Druck auch mit der Luft- und Raumfahrtechnik in der vielleicht modernsten Technik Anklang finden: Auch wenn Zukunftsprognosen von formveränderbaren Raumanzügen eher nach Science Fiction klingen, wären Regierungen oder Unternehmen bei sinnvoller Nutzung sicherlich bereit für Weiterentwicklungen viel Geld in die Hand zu nehmen.

Die 4D Druck Anwendungsbereiche in der Übersicht

Die 4D Druck Anwendungsbereiche im Überblick

 

 

 

5D Druck & 6D Druck

Als 5D Druck wird vielleicht entgegen der Vermutung „klassicher 3D Druck mit zwei weitern Achsen“ bezeichnet. Diese sollen vorallem für Stabilität sorgen und weitere Nachbearbeitung vermindern. Obwohl 5D Druck schon viel komplexer als 3D Druck ist, wird bei 6D Druck noch eine weitere Achse hinzugefügt. Dieses Herstellung kann jedoch nur durch perfekte programmierte Roboterarme funktionieren. Aufgrund der Komplexität und hohen Kosten ist diese Technik allerdings eher auf dem absteigenden Ast.