เครื่องพิมพ์ 4 มิติ

แม้ว่าการพิมพ์ 3 มิติจะยังถือเป็นเทคโนโลยีใหม่ แต่นักพัฒนาจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้พิสูจน์แล้วว่าความก้าวหน้ากำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ทีมนักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเป็นพื้นฐานและเพิ่มมิติที่สี่

เครื่องพิมพ์ 4D: มันคืออะไร

“เครื่องพิมพ์ 4 มิติ” เราหมายถึงการไม่ใช้สามมิติ (X, Y, Z) ในการพิมพ์วัตถุจริง แต่ยังใช้มิติที่สี่ – เวลา (T) ด้วย

หากคุณเพิ่มวัสดุพิเศษลงในวัตถุที่พิมพ์ซึ่งสามารถตอบสนองต่อปัจจัยภายนอก เช่น ความเย็น น้ำ วัตถุเหล่านี้ก็สามารถเคลื่อนที่และเปลี่ยนแปลงรูปร่างเมื่อเวลาผ่านไป เช่น กล้ามเนื้อของมนุษย์

เครื่องพิมพ์ 4D ทำงานอย่างไร?

การพิมพ์ 4 มิติเป็นเทคโนโลยีล่าสุดที่ใช้การพิมพ์ 3 มิติ การปรับปรุงประกอบด้วยการเพิ่มชั้นกลางของวัสดุ "อัจฉริยะ" ในระหว่างการพิมพ์ที่สามารถดูดซับความชื้นได้

ในกรณีนี้ ความชื้นเป็นแหล่งพลังงานในการเพิ่มปริมาตรของวัสดุหลังจากการพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3D เครื่องพิมพ์จะประมวลผลวัตถุหลักก่อนจากนั้นจึงเปลี่ยนและรับรูปร่างที่ต้องการด้วยความช่วยเหลือของน้ำ

อ้างอิง! นวัตกรรมเหล่านี้ทำให้สามารถพิมพ์รายการใดๆ ได้ในเวลาอันสั้น มันคือ “เวลา” ซึ่งเป็นมิติที่ 4

สิ่งที่สามารถพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 4D ได้

ห้องปฏิบัติการของฮาร์วาร์ดได้พิมพ์วัตถุต่างๆ มากมายที่สามารถสร้างรูปร่างตามที่ต้องการหรือประกอบเองได้ นักวิทยาศาสตร์ได้สาธิตการผูกเชือกรองเท้าและเฟอร์นิเจอร์ที่กางเองได้ เทคโนโลยีใหม่นี้ยังใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นด้วย

การป้องกันดาวเทียมอวกาศ

นักวิทยาศาสตร์ของ NASA ได้สร้างผ้าโลหะพิเศษที่ใช้เครื่องพิมพ์ 4 มิติเพื่อปกป้องดาวเทียมจากความเสียหาย และยังจำเป็นสำหรับสร้างเสาอากาศแบบยืดหยุ่นด้วย

นี่คือ "จดหมายลูกโซ่" ชนิดหนึ่งที่ทำจากเงินโดยมีโลหะอื่นๆ ผสมอยู่ด้วย ผ้าสามารถบีบอัด ยืด และพับเก็บได้ แม้จะมีความยืดหยุ่น แต่วัสดุก็ฉีกขาดได้ยากมาก มีการวางแผนว่าในอนาคตดาวเทียมจะถูกพันด้วยผ้านี้ก่อนเข้าสู่วงโคจร หรือชุดอวกาศและสถานีอวกาศจะถูกป้องกันโดยใช้วัสดุ

เทคโนโลยีทางทหาร

การพิมพ์ 4 มิติจะใช้ในสาขาเคมีและในการศึกษาด้านวัสดุศาสตร์สำหรับอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ เครื่องพิมพ์ 4D ช่วยให้คุณสามารถพิมพ์เซ็นเซอร์ วัสดุ และส่วนประกอบทางชีวเคมีใหม่สำหรับชิปได้

อ้างอิง! ปัจจุบัน ความก้าวหน้าถูกขัดขวางเนื่องจากขาดอุปกรณ์ราคาไม่แพงที่สามารถสร้างงานพิมพ์วัตถุที่มีความละเอียดสูง (บางกว่าเส้นผมมนุษย์ประมาณ 1,000 เท่า)

ใช้ในทางการแพทย์

ศัลยแพทย์จากมณฑลส่านซี (จีน) ประสบความสำเร็จในการผ่าตัดหลอดลมที่ซับซ้อนโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 4 มิติ พวกเขาติดตั้งขดลวดใส่หลอดลมในผู้ป่วย ซึ่งช่วยให้เขาสามารถเปิดอวัยวะทางเดินหายใจได้ ในการผลิตขดลวดนั้น มีการใช้วัสดุชีวภาพโพลีคาโปรแลคโตน ซึ่งจะละลายไปตามกาลเวลา และความเสื่อมโทรมในร่างกายมนุษย์จะเกิดขึ้นภายในสามปีก่อนหน้านี้ศัลยแพทย์ได้คำนวณเวลาการละลายของขดลวดที่พิมพ์ไว้แล้ว และผู้ป่วยไม่จำเป็นต้องได้รับการผ่าตัดเอาออกเป็นพิเศษ

เหตุการณ์คล้ายกันนี้เกิดขึ้นในอเมริกา Garrett Peterson เกิดมาพร้อมกับภาวะหลอดลมโป่งพอง ซึ่งเป็นภาวะที่ข้อต่ออ่อนมาก

ค่อนข้างเป็นไปได้ที่วัสดุชีวภาพใหม่ๆ ที่พิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 4 มิติจะไปไกลกว่าพยาธิสภาพของระบบทางเดินหายใจในไม่ช้า การวิจัยด้านการฟื้นฟูผิวหน้ากำลังดำเนินการอยู่แล้ว

โดยทั่วไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่ทำงานด้านการพิมพ์ 4 มิติ ทำนายการเติบโตอย่างรวดเร็วของวัตถุและวัสดุชีวภาพโดยใช้วิธีการพิมพ์สมัยใหม่ภายใน 5-6 ปี