Die 4. Dimension – Printing goes 4D with self-assembly
Extern · 15. Oktober 2013 · Technisches Design ·
Schlagwörter: 4D, adaptiv, Druck, MIT, Self-Assembly
4D-Druck? Ganz richtig, die vierte Dimension ist im Druck angekommen, aber wovon ist hier eigentlich genau die Rede? Es geht um ein relativ neues Entwicklungsfeld welches sich damit beschäftigt, 3D-Gebilde so zu drucken, dass durch Spannungen im Material automatisch bestimmte Bewegungsvorgänge und Formierungen stattfinden können. Dabei steht die vierte Dimension nicht unbedingt nur für Zeit, wie man jetzt vermuten könnte, sondern auch für die vielfältigen Einflussfaktoren welche die Verformungen über diesen Zeitraum auslösen, wie z.B: Lichteinfall, Temperaturunterschiede, Feuchtigkeit oder physikalische Kräfte die wirken. Wie das ganze am Ende aussehen kann zeigt eindrucksvoll das Self-Assembly Lab des MIT:
Für Schlagzeilen hat der Fachbereich erst kürzlich gesorgt, als diversen Universitäten (University of Pittsburgh, Harvard School of Engineering and Applied Sciences, University of Illinois) Förderung für die Forschung am Projekt durch das United States Army Research Office genehmigt wurde. Was macht die Technologie so interessant – auch unabhängig von militärischem Einsatz, dessen Bewertung wir hier außen vor lassen wollen?
Für das Militär der Vereinigten Staaten spielt es vor allem in der Entwicklung adaptiver Oberflächen eine große Rolle:
PITTSBURGH (September 30, 2013) … Imagine an automobile coating that changes its structure to adapt to a humid environment or a salt-covered road, better protecting the car from corrosion. Or consider a soldier’s uniform that could alter its own camouflage or more effectively protect against poison gas or shrapnel upon contact.
Man stelle sich eine Versiegelung für Automobile vor, welche ihre Struktur einer feuchten Umgebung oder einer mit Sand bedeckten Straße anpassen kann, um das mobile Gefährt vor Rost und anderen Schäden zu Schützen. Auch die Uniformen von Soldaten sollen sich bei Beschuss effektiv an die Gefahrensituation anpassen, um besseren Schutz zu bieten. Der selbstständige Aufbau ist also nur der Anfang, es geht hier um durch Umgebungsbedingungen gesteuerte dynamische Materialveränderungen.
Welche Anwendungsfelder das Verfahren für die Industrie und die kommerzielle Produktion bieten kann, lässt sich unschwer erahnen: Oberflächen und Stoffe, die bei Licht ihre Farbe ändern, bei Temperaturunterschieden ihre Durchlässigkeit variieren oder sich verhärten, wenn eine Kraft auf sie wirkt. Temporäre Häuser und Brücken die Flach angeliefert werden und sich aufrichten, indem sie Wasser ausgesetzt werden…
Durch das Einsparen von Resourcen wie Energie und Arbeitszeit und die vielfältigen Möglichkeiten bei einfacher oder mehrfacher Verfombarkeit des Materials, tut sich hier ein unheimlich spannendes Entwicklungsfeld auf. Wirklich smarte Oberflächen und Stoffe, gedruckt aus einem 3D-Drucker, aufgesprüht aus einer Dose, wer weiß was die Zukunft bereit hält?
Quellen:
http://3dprintingindustry.com/2013/10/08/funding-explore-develop-4d-printed-materials/
http://gizmodo.com/why-is-the-us-army-investing-in-4d-printing-1442964294
http://www.engineering.pitt.edu/News.aspx?id=2147508574
http://www.selfassemblylab.net/index.php