西安交通大学は、新しい4Dプリント構造の開発に参加しています。熱湯に入れると永久に変形できます。

西安交通大学は、新しい4Dプリント構造の開発に参加しています。熱湯に入れると永久に変形できます。


南極の熊、2017年4月14日/米国のジョージア工科大学、シンガポール工科デザイン大学(SUTD)、中国の西安交通大学は最近、新しい4Dプリント構造の開発で協力した。この構造は、3D 印刷技術を使用して作成され、何らかの要因 (この場合は熱) によって刺激されると別の形状に変換できるという点で、他の 4D 印刷構造と似ています。唯一の違いは、この変換には時間制限がなく、永続的であるということです。以下にいくつか例を挙げます。







この新しい 4D プリント構造が永久変形を実現できる主な理由は、その製造材料が新しい複合形状記憶ポリマー (SMP) であるためであると報告されています。このポリマーには、硬い部分と柔らかい部分の 2 つがあります。柔らかい部分は内部応力がかかるように事前にプログラムされており、硬い部分は通常この力の放出を防ぎます。しかし、お湯に入れると硬い部分が柔らかくなり、内部の応力が解放されます。その結果、上図のような変形が起こります。対照的に、他の同様の 4D プリント構造は主にハイドロゲルで作られています。しかし、ハイドロゲルは柔らかすぎるため、変形後にその形状を維持することが困難です。

「私たちの新しいアプローチは、機械プログラミングの後処理を3Dプリントプロセスに統合することで、4Dプリントが簡単になるだけでなく、その可能性も高まります」とジョージア工科大学の機械工学教授、ジェリー・キ氏は語る。「この方法を使用すると、コンピューターシミュレーションで高精度の構造を設計し、3Dプリントして、最後に加熱するだけで迅速かつ恒久的に新しい形状に変換できます。」

この新しい 4D 印刷技術はまだ研究開発の初期段階ですが、輸送に便利で、必要に応じて熱刺激を与えるだけで自動的に変形できるコンパクトな積み重ねまたは巻かれた構造を作成するために使用されるなど、潜在的な応用価値がすでに示されています。

関連の研究論文「反応性複合材料による直接 4D 印刷」が Science Advances 誌に掲載されました。必要な場合は、ここをクリックしてダウンロードできます。
さらに読む:
ブラックテクノロジー:4Dプリントが登場、熱刺激で自動的に変形可能
ハーバード大学、にさらされると自動的に変形する新しいハイドロゲル4Dプリント構造を開発

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3dersからコンパイル

4Dプリント、自動変形

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