スイスの4Dプリント技術の研究開発は進歩した

スイスの4Dプリント技術の研究開発は進歩した
この投稿は Little Soft Bear によって 2017-7-4 14:22 に最後に編集されました。

現在、3D 印刷技術は非常に普及しており、4D 印刷は、時間の次元を追加した 3 次元空間での 3D 印刷であり、印刷されたオブジェクトは、事前に設計された要件に従って時間の経過とともに形状と構造が変化し、最終的に目的のオブジェクトを形成できます。 4Dプリント技術は世界の最先端にあります。現在、世界でも数少ない科学研究チームのみが先進的な研究を行っています。チューリッヒにあるスイス連邦工科大学のエンジニアリングデザインおよび計算研究所は、彼らが提案した4Dプリントの設計原理に基づいて、3Dプリント技術を使用して平面に事前印刷された物体の変形プロセスを正確に制御し、最終的に一定の強度と剛性を備えた事前設計された3次元構造を得ることができると発表しました。これは世界初です。


研究チームは、固定(剛性)部分と複数の安定状態を持つ可動(弾性)部分で構成される特殊なハブユニットを設計することを中核とするコンピューターシミュレーションソフトウェアを開発しました。このようなヒンジユニットは、複雑な 3 次元構造に組み合わせることができ、各ユニットの安定状態の数は限られているため、事前に設計されたターゲット構造に応じて変形プロセスを正確に設計できます。

研究者らは、原理の検証として、標準的な3Dプリンターを使用して、一度に1つの平面上にサンプルを印刷しました。ヒンジユニットには2つの安定状態があります。メイン構造(固定部分)はプラスチックポリマーで作られ、可動部分は弾性ポリマーで作られています。得られた平面サンプルは、ヒンジユニットの状態を手動で調整することで、さまざまな3次元構造を形成できます。研究者らは、構造物の自動変形プロセスを完成させるために、空気圧装置や、異なる湿度環境で使用できる膨張特性を持つ材料など、構造変形プロセスに適した動力装置を設計していると述べた。

4D プリンティングの応用範囲は非常に広く、例えば、3D 技術を使用して平面上に部品を作成し、特定の使用場所で最終的な必要な構造と形状に展開することができます。この技術はシンプルで効率的であり、サイズが小さいため持ち運びも簡単です。航空宇宙分野は、4Dプリンティングが適用される最初の分野となるかもしれません(この原理は、航空宇宙技術ですでに適用されています。たとえば、航空宇宙分野の多くのツールは、宇宙への打ち上げおよび輸送段階ではコンパクトな状態にあり、宇宙船に到着してから展開され、使用されます)。もう1つの例は、医療分野で人間の臓器に埋め込まれるさまざまなステントです。

出典: 科学技術省 詳細:
新しい4Dプリント構造:熱で拡張可能、または宇宙工学の新たなブースターになる 3Dプリントから4Dプリントへ - 南極クマがスマート材料の積層製造技術を深く分析
スイス、印刷、テクノロジー、技術開発、研究開発

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