4D-Druck

Forscher entwickeln 3D-gedruckte Objekte die sich bei Wärme verändern

Einem Wissenschaftlerteam des Georgia Institute of Technology, kurz Georgia Tech, in Atlanta (USA) ist es in Zusammenarbeit mit der Singapore University of Technology and Design (SUTD) und der Xi’an Jiaotong University in China gelungen, eine neue 3D-Druckmethode zu entwickeln, mit der Objekte hergestellt werden können, die sich durch Wärmezufuhr in ihrer Form permanent verändern.

 

 

 

Smart Shape Memory Polymers

Jerry Qi

Das Team entwickelte Objekte, die Schicht für Schicht als “Polymer mit Gedächtnis” (engl. Smart Shape Memory Polymers-SMPs) gedruckt wurden. Dafür wurde jede Schicht individuell designed, um jeweils unterschiedlich auf Wärme reagieren zu können. Laut Jerry Qi, ein in das Projekt involvierter Professor, konnten die Objekte durch die vorherige Computer-Simulation erzeugt und in hoher Auflösung gedruckt werden. Und allein durch Zufuhr von hohen Temperaturen verändern sich diese kontinuierlich.

 

Anschauungsmaterial

Um dieses neue Verfahren zu veranschaulichen fertigte das Team unterschiedliche Objekte, die sich auf Knopfdruck verbiegen oder sich ausdehnen können, sobald man sie in heißes Wasser legt. Darunter ist beispielsweise eine 3D-gedruckte Blume deren Blütenblätter wie bei einer echten Pflanze auf Sonnenlicht reagieren. Und ein anderes, gitterartiges Objekt kann sich fast achtmal um seine ursprüngliche Form vergrößern.

 

Das Filament

Der Materialmix bestünde aus einem weichen, programmierbaren und einem steifen Filament. Letzteres beuge vor, dass sich das weiche Material direkt nach dem 3D-Druck bei Zimmertemperatur verändern würde. Erst durch die Zufuhr von Wärme erweiche auch das festere Material und ermögliche so die Formänderung.

 

Einsatzmöglichkeiten

Laut der Entwickler könne man die Eigenschaften dieser 4D-Objekte zum Beispiel in der Robotik oder in der Medizin einsetzen, oder um ein konkreteres Beispiel zu nennen, könnte man ein Produkt in kleiner Größe verschicken, dass sich aber bei Ankunft vergrößert.

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