Inżynierowie coraz śmielej eksperymentują z materiałami programowalnymi wykonanymi za pośrednictwem technologii druku 4D. Na rynku pojawiają się pierwsze powszechnie dostępne produkty, które wykonano przy wykorzystaniu druku 4D, a naukowcy testują potencjał materiałów programowalnych w branży medycznej. W przyszłości technologia ta może posłużyć do masowej produkcji spersonalizowanych przedmiotów, elastycznych robotów czy innowacyjnych przyrządów medycznych. Jeszcze w tym roku na rynek trafi pierwsza myszka dla graczy wykonana w tej technologii.
– XPG Headshot to nasza mysz drukowana w technologii 4D. Chcieliśmy stworzyć ultralekką myszkę dla graczy, nie chcąc przy tym, by wyglądała jak skomplikowana struktura mechaniczna, dlatego zdecydowaliśmy się na wykorzystanie w jej konstrukcji nietypowego materiału – tworzywa termoplastycznego produkowanego na bazie nylonu – mówi w wywiadzie z agencją informacyjną Newseria Innowacje Luca Di Fiore, dyrektor produktu i R&D w firmie XPG.
Firma zajmująca się produkcją akcesoriów dla graczy komputerowych postanowiła wykorzystać technologię druku 4D przy produkcji swojej najnowszej gamingowej myszki. Producent wykonuje obudowę urządzenia za pośrednictwem druku 3D, dlatego klient może idealnie dopasować ją do fizjonomii własnej dłoni. Do jej stworzenia wykorzystano termoplastyczny materiał zwany Poliamidem PA 12, który ugina się pod naciskiem dłoni. Dzięki temu gracz może w locie zmniejszać czułość myszki poprzez jej ściśnięcie. Drukowanie w 3D przy użyciu materiałów termoplastycznych określa się mianem druku 4D.
Druk 4D wykorzystywany jest już jednak zacznie szerzej. Carbon, firma wyspecjalizowana w dostarczaniu rozwiązań z branży druku przestrzennego, jako jedna z pierwszych wprowadziła do masowej sprzedaży produkty wykonane przy wykorzystaniu materiałów programowalnych. W ramach współpracy z korporacją Adidas inżynierowie Carbon zaprojektowali buty Futurecraft 4D z podeszwą wydrukowaną w technologii CLIP. Buty z tej linii idealnie dopasowują się do stopy użytkownika dzięki temu, że na podeszwę składa się gęsta struktura tysięcy mikrowsporników uginających się pod ciężarem ciała.
– Druk w czterech wymiarach nie jest terminem marketingowym – określenie zaczerpnięto z wykładu wygłoszonego przez profesora Massachusetts Institute of Technology poświęconego sposobom programowania materiałów w taki sposób, by powstał przedmiot, który ma określone właściwości w określonych warunkach. Materiał jest niezwykle wytrzymały w pewnych warunkach, ale może być bardzo miękki w innych warunkach, jeśli wykorzysta się go do pewnych określonych celów, np. do komputerowych gier sportowych – mówi Luca Di Fiore.
Naukowcy z Rutgers University z kolei wykorzystali druk 4D do stworzenia inteligentnego materiału, który umożliwi stworzenie miękkich robotów, wszepialnych urządzeń medycznych czy materiałów absorbujących uderzenia. Inżynierowie opracowali szkieletową strukturę, która zmienia swoje właściwości pod wpływem temperatury. Po podgrzaniu mięknie i skręca się, a kiedy wystygnie – sztywnieje. Ponowne podgrzanie przywraca go do pierwotnej formy.
Wspomniane wyżej metamateriały są dopiero we wczesnej fazie opracowywania, muszą przejść jeszcze szereg eksperymentów, zanim zostaną dopuszczone do użytku. W międzyczasie na popularności będą zyskiwać proste przedmioty wykorzystujące elastyczne właściwości druku 4D, umożliwiające całkowitą personalizację zakupowanego przedmiotu.
– Produkcja myszki odbywa się z wykorzystaniem druku 3D, dzięki czemu mogliśmy pójść o krok dalej i stworzyć algorytm uczenia maszynowego, który analizuje dłoń, skanuje jej wymiary, a następnie pomaga zbudować dokładnie taki rodzaj myszy, który pasuje do rozmiaru dłoni, sposobu trzymania myszy i wszystkich wymiarów dłoni użytkownika – wyjaśnia ekspert.
Myszka wykonana w technologii 4D od XPG trafi na rynek w listopadzie tego roku, a jej cena ma nie przekroczyć 100 euro. Według firmy badawczej Market Research Future wartość globalnego rynku druku 4D do 2022 roku wzrośnie do 162 mln dol. W najbliższych latach ma się on rozwijać w tempie blisko 39 proc. w skali roku.
