Mit allem von voll funktionsfähig 3D-gedruckte Häuser und massive Strukturen wie 3D-gedruckte Stahlbrücken Auf dem Weg zu technischen Fähigkeiten tauchen jeden Tag neue und dynamische Designkonzepte auf. Vielleicht ist das Beste daran, dass der Übergang von 2D zu 3D von vielen Menschen in einer Reihe von Branchen und Bereichen mit Begeisterung aufgenommen wurde.
Gerade als wir uns an diese neue Realität anpassen, zeichnet sich jedoch auch 4D ab. Ein Forscherteam der City University of Hong Kong CityU hat eine 4D-Druckmethode für Keramik entwickelt, die erste ihrer Artin der Welt.
3D-Druck mit einem nächsten Schritt
Wie der Name schon sagt, wird das 3D-Druckmodell verwendet und ein entscheidender Schritt hinzugefügt, bei dem die Form des Objekts geändert wird. Das Ergebnis ist ein Prozess, der eine Produktion kombiniert, gefolgt von einem interaktiven Echtzeit-Bearbeitungsprozess.
Um die gewünschten Effekte zu erzielen, entwickelte das Team eine Tinte, die sowohl keramische Nanopartikel als auch elastische Polymere enthält. Bei Wärmeeinwirkung kann sich die Spezialtinte dreimal so stark dehnen wie ihre Ausgangslänge - die Druckfestigkeitsdichte vondas Material Maßnahmen 47 MPa auf einem 1,6 g cm & supmin; ³-Mikrogitter .
Wie man sich vorstellen kann, war das innovative zweistufige Verfahren, dessen Entwicklung zwei Jahre dauerte, mit erheblichen Versuchen und Irrtümern verbunden. "Von der Herstellung der Tinte bis zur Entwicklung des Drucksystems haben wir viele Male und verschiedene Methoden ausprobiertBeim Auspressen des Zuckergusses auf einem Kuchen gibt es viele Faktoren, die das Ergebnis beeinflussen können. Diese reichen von der Art der Creme und der Größe der Düse über die Geschwindigkeit und Kraft des Zusammendrückens bis hin zur Temperatur. " sagte Professor Lu Jian, der auch Vorsitzender der Abteilung Maschinenbau der CityU ist, leitete das Forschungsteam.
Spannende Anwendungen voraus
Der komplizierte Prozess könnte zu einer Reihe spannender neuer Forschungsprojekte und -projekte führen. Professor Lu Speiche über das enorme Potenzial des 4D-Drucks in der Zukunft: „Mit der vielseitigen Formänderungsfähigkeit der bedruckten Keramikvorläufer kann seine Anwendung enorm sein.“
„Eine vielversprechende Anwendung ist die Elektronik. Keramische Materialien übertragen elektromagnetische Signale viel besser als metallische Materialien. Mit der Einführung von 5G-Netzen werden Keramikprodukte eine wichtigere Rolle bei der Herstellung elektronischer Produkte spielen“, erklärte Lu weiter.
Der Professor glaubt auch, dass die künstlerische Natur und das Potenzial des Materials, in komplexe Formen geformt zu werden, in maßgeschneiderten Handy-Backplates zum Einsatz kommen könnten. Noch beeindruckender, argumentierte Lu, könnte die Toleranz der Keramik gegenüber hohen Temperaturen eines Tages Anwendung findenals Antriebskomponente in der Luft- und Raumfahrt.
Die Arbeit dieses engagierten Forscherteams zeigt, dass Sie das Rad vielleicht nicht neu erfinden können, aber kann Ändern Sie den Prozess hinter der Herstellung des Rads dramatisch.
Details über die innovative Arbeit wurden in einem Papier geteilt, betitelt "Origami und 4D-Druck von Keramikstrukturen aus Elastomeren", veröffentlicht in Fortgeschrittene Wissenschaften Tagebuch diese Woche.