Teknologi 3D Printing telah ada selama hampir 30 tahun sekarang. Namun, makin kesini industri Manufaktur Aditif telah menemukan aplikasi baru, material baru, dan printer 3D baru, teknologi lain muncul. Penemuan tersebut ialah Pencetakan 4D atau 4D-Printing dan akan datang langsung dari masa depan! Bagaimana cara menambahkan dimensi keempat menuju pencetakan 3D? Bahkan jika sebelumnya kami telah memperkenalkan Anda tentang bagaimana bahan berubah bentuk dengan teknologi ini, dalam postingan blog kali ini kita akan membahas teknologi 4D Printing itu sendiri, dan menyelidiki potensinya dan aplikasinya di masa depan. So, let's check it out!
Apa Itu 4D-Printing?
Pencetakan 4D adalah proses di mana objek cetakan 3D mengubah dirinya menjadi struktur lain melalui pengaruh masukan energi eksternal seperti suhu, cahaya, atau rangsangan lingkungan lainnya.
Teknologi ini merupakan bagian dari proyek MIT Self-assembly Lab. Tujuan dari proyek ini adalah untuk menggabungkan teknologi dan desain untuk menemukan perakitan mandiri dan teknologi material yang dapat diprogram yang bertujuan untuk membayangkan kembali konstruksi, manufaktur, perakitan produk, dan kinerja.
Apa Perbedaan 3D-Printing dengan 4D-Printing?
Jelas, Pencetakan 4D memiliki satu "D" lebih banyak daripada Pencetakan 3D. Apa artinya itu dan mengapa hal itu membawa begitu banyak nilai tambah bagi teknologi? Pencetakan 3D adalah tentang mengulangi struktur 2D, lapis demi lapis di jalur cetak, dari bawah ke atas, lapis demi lapis hingga volume 3D dibuat. Pencetakan 4D disebut sebagai pencetakan 3D yang berubah seiring waktu. Dengan demikian, dimensi keempat ditambahkan: waktu. Jadi, terobosan besar tentang teknologi 4D Printing di atas 3D Printing adalah kemampuannya untuk berubah bentuk seiring waktu.
Objek cetak 4D dicetak seperti bentuk cetakan 3D lainnya. Perbedaannya adalah bahwa teknologi 4D Printing menggunakan bahan yang dapat diprogram dan canggih yang melakukan fungsi berbeda dengan menambahkan air panas, cahaya, atau panas. Itu sebabnya benda mati dapat mengubah bentuk dan perilaku 3D dari waktu ke waktu.
Bagaimana Cara Kerja 4D-Printing?
Teknologi pencetakan 4D menggunakan printer 3D komersial, seperti printer 3D Polyjet. Masukannya adalah "bahan pintar", yang dapat berupa hidrogel atau polimer memori bentuk. Berkat sifat termomekanis dan sifat material lainnya, material cerdas diberi atribut perubahan bentuk dan dibedakan dari material cetak 3D umum. Di sisi lain, objek yang dicetak dengan teknologi 3D Printing, ditandai dengan kekakuan. Itu berarti bahwa objek yang dicetak 3D akan mempertahankan bentuk 3D mereka setelah dicetak.
Apa Kelebihan dari 4D-Printing?
1. Mengubah Ukuran
Keuntungan paling jelas dari pencetakan 4D adalah bahwa melalui komputasi lipat, objek yang lebih besar dari printer dapat dicetak hanya sebagai satu bagian. Karena objek yang dicetak 4D dapat berubah bentuk, dapat menyusut dan terbuka, objek yang terlalu besar untuk ditampung printer dapat dikompresi untuk pencetakan 3D ke dalam bentuk sekundernya.
2. Material Baru = Properti Baru
Keuntungan lain dari teknologi 4D Printing adalah penggunaan bahan yang mungkin diterapkan. Pencetakan 4D memiliki potensi besar untuk merevolusi dunia material seperti yang kita kenal sekarang. Bayangkan pencetakan 4D diterapkan pada berbagai material cerdas yang bahkan tidak dapat kita bayangkan saat ini!
Terdapat sebuah bahan baru yang disebut Multimaterial Shape Memory Polymers. Bahan seperti ini seolah-olah memiliki ingatan terhadap bentuknya, sehingga dapat secara aktif mengubah konfigurasi dari waktu ke waktu sebagai respons terhadap rangsangan lingkungan. Polimer shapememory ini akan menyerupai bentuk-bentuk yang dapat disesuaikan yang sangat penting bagi industri kesehatan. Misalnya, kita bisa membuat alat yang akan berubah bentuk menjadi pelepasan obat ketika pasien berkurang.
Apa Saja Potensi Pengimplementasian 4D-Printing?
1. Self-repair piping system
Salah satu aplikasi potensial Pencetakan 4D di dunia nyata adalah pipa dari sistem perpipaan yang secara dinamis mengubah diameternya sebagai respons terhadap laju aliran dan permintaan air. Pipa yang mungkin dapat menyembuhkan diri sendiri secara otomatis jika retak atau pecah, karena kemampuannya untuk berubah sebagai respons terhadap perubahan lingkungan.
2. Self-assembly furniture
Karena furnitur pencetakan 3D dibatasi oleh ukuran printer, pencetakan 4D memungkinkan Anda hanya mencetak papan datar yang akan meringkuk menjadi kursi hanya dengan menambahkan air atau cahaya ke dalamnya.
3. Industri kesehatan
Di sisi lain, bayangkan pencetakan 4D diterapkan pada skala yang sangat kecil, di sektor-sektor seperti obat-obatan. Protein tercetak 4D bisa menjadi aplikasi yang bagus, seperti contoh protein konfigurasi ulang yang diilustrasikan dalam video berikut. Bahan khusus lainnya yang sedang dikerjakan peneliti adalah protein yang dapat melipat sendiri.
4. Tata busana
Pencetakan 4D juga bisa mengubah wajah mode. Self-Assembly Printing Lab dari MIT sedang mempelajari aplikasi potensial dari teknologi 4D. Salah satu idenya adalah pakaian bisa berubah sesuai dengan cuaca atau aktivitas. Misalnya, sepatu bisa berubah bentuk saat Anda mulai berlari untuk memberi Anda kenyamanan dan amortisasi yang lebih baik.
5. Pembangunan berskala besar
Pencetakan 4D akan lebih berguna dalam proyek skala besar. Misalnya, di lingkungan yang ekstrem, seperti luar angkasa, ia dapat memiliki aplikasi yang sangat menjanjikan. Di luar angkasa, saat ini proses pencetakan 3D bangunan menimbulkan beberapa masalah terkait biaya, efisiensi, dan konsumsi energi. Jadi, alih-alih menggunakan bahan cetak 3D, bahan cetak 4D dapat digunakan untuk memanfaatkan bentuknya yang dapat diubah. Mereka bisa memberikan solusi untuk membangun jembatan, shelter atau instalasi apapun, karena mereka akan membangun sendiri atau memperbaiki sendiri jika terjadi kerusakan cuaca.
Comments
Post a Comment