Новый метод 4D печати, благодаря термоактивным элементам материалов, позволяет создавать сложные структуры за считанные минуты.
В процессе 4D печати создаются 3D объекты, которые меняют свою форму в ответ на внешние стимулы — тепло, влагу и свет. Такой тип печати подходить для объектов, изготовление которых очень сложное и длительное. Самыми распространенными материалами для 4D — являются полимеры с памятью формы, для чего потребуется не менее 5 этапов, чтобы предоставить им окончательную форму. Гидрогели просты в использовании, но не подходят для создания жестких структур.
Зхен Дин вместе с коллегами из университета технологий и дизайна, в Сингапуре, изобрел способ быстрой печати твердых 4D объектов с помощью 3D принтера и источника света. Они создали ряд объектов: цветок, который закрывает лепестки, плоскую звезду, которая превращается в купол и решетки, которые увеличиваются. Структуры изготовлены из плоских 3D полос, которые нагреваясь, меняют форму. Полосы печатаются меньше минуты и созданы из слоев жесткого полимера с памятью формы и каучукового эластомера — полимера с эластичными свойствами.
При нагревании до 45 °С полимерный компонент с памятью формы «расслабляется» и позволяет эластомеру принять новую форму. По мере охлаждения полосы, полимер с памятью формы снова застывает и фиксирует элемент в его новой, изогнутой форме.
Недостаток метода заключается в том, что полимер фиксирует структуры после каждого цикла нагрева, после чего уже не возвращается в первоначальную форму. Поэтому это исключает его применения для изготовления искусственных мышц для роботов и протезирование. Но для других объектов, не требующих обратных изменений, метод может успешно применяться. Например, для изготовления компактных кардиологических стентов — трубочек, которые размещаются в кровеносных сосудах, чтобы не допускать их сплочения. Под действием тепла крови кардиологические стенты, изготовленные по новой технологии, смогут менять форму. Также этот метод может применяться для сборной мебели.
