Giới thiệu In 4D, công nghệ không còn xa

Discussion in 'Kỹ thuật & Cuộc sống' started by WMT, May 13, 2019.

  1. WMT

    WMT Active Member

    Joined:
    Jan 30, 2008
    Messages:
    455
    Likes Received:
    143
    IN 4D, thuật ngữ nghe lạ lẫm, xong nó chẳng phải cái gì quá xa lạ, có thể nói nó là sự “tiến hóa” của công nghệ in 3D. Nôm na là, vật thể in 3D trong quá trình sản xuất hình thành cả 3 chiều trong không gian, thế còn 4D sẽ có thêm 1 chiều thứ tư. Vậy chiều đó là gì? Lấy một ví dụ khi bạn in 3D một đôi giày, nó có thể “co giãn” cho phù hợp với chân mình, chiều thứ 4 đó thật kỳ diệu

    Định nghĩa dễ hiểu nhất: In 4D là công nghệ in 3D có khả năng thay đổi hình dạng của chúng theo thời gian.
    Theo wikipedia: In 4 chiều (còn gọi là : 4D bioprinting, active origami, shape-morphing systems) là kỹ thuật in 3D trong đó sản phẩm phản ứng với các điều kiện môi trường: nhiệt độ, độ ẩm,.. và thay đổi kích thước tương ứng.
    Chính và vậy, yếu tố quan trọng nhất của in 4D chính là vật liệu để chúng có thể “biến hình” khi có sự ảnh hưởng của môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, từ trường, hóa học,…)

    Nguyên lý
    Mô hình CAD sau khi in sẽ được “chèn” vào một mã hình học được lập trình sẵn, nó tương thích với các khu vựa khác sau và sẽ phản ứng với một kích thước cụ thể khi gặp phải ngoại cảnh. Các công nghệ in 3D phù hợp nâng cấp 4D gồm, trong đó SLA, FFF, MJ phù hợp với vật liệu tổng hợp trong khi SLM dùng cho kim loại
    • Stereolithography (SLA),
    • Fused Filament Fabrication (FFF),
    • Material Jetting,
    • Selective Laser Melting (SLM).

    Các dạng vật liệu in 4D
    Hydrogel
    : đây là một dạng chuỗi polimer ưa nước, chúng có sự tương thích sinh học rất tốt, do đó được dùng nhiều trong y tế, chế tạo các robot mềm và thiết bị điện tử tùy biến. Chúng dê dàng thay đổi kích thước bằng nhiệt độ
    Polimer nhớ hình (SMPs-Shape-memory polymers): là các dạng các vật liệu cao phân tử thông minh có khả năng chuyển từ hình dạng tạm thời cố định sang hình dạng ban đầu của chúng khi tiếp xúc với một kích thích bên ngoài. SMP đã tìm thấy nhiều ứng dụng khác nhau trong hàng không vũ trụ, robot mềm, y sinh học và các lĩnh vực khác.
    Hợp kim nhớ hình (SMAs - Shape-memory alloys) là vật liệu kim loại thông minh, tương tự như SMPs, nó có thể biến hình và có thể trở lại hình dạng ban đầu này sau khi biến dạng dưới tác nhân kích thích. SMAs có thể tìm thấy việc sử dụng trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, kỹ thuật dân dụng và các thiết bị y sinh.
    Gốm : Gốm kết hợp các sợi polimer và hạt nano gốm có thể biến dạng gấp 3 lần kích thước ban đầu. Chúng được ứng dụng trong hàng không vũ trụ và điện tử

    Các ứng dụng:
    Hàng không:
    chế tạo thiết bị biến hình, giúp thích ứng với điều kiện ngoài vũ trụ. ví dụ, Airbus và MIT đã nghiên cứu phát triển một bộ phận hút gió có thể biến đổi để đáp ứng với điều kiện khí động học để giảm sức cản không khí.
    Công nghiệp Quốc phòng: Thị trường tiềm năng nhất của in 4D, quân phục thông minh thích ứng với môi trường tác chiến hay các robot biến hình trinh sát, cầu công binh tự lắp ráp, hầm trú ẩn cá nhân ,… đã đang được nghiên cứu
    Y học: tiềm năng của in 4D trong lĩnh vực y tế là rất lớn. Ở đây, công nghệ này có thể được sử dụng trong các ứng dụng, từ kỹ thuật mô và thiết bị y sinh thông minh đến chế tạo hạt nano và nanorobots cho hóa trị. Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một loại “mực” in 3D có các hạt vi mô từ tính làm cho trúc 3D được in bằng vật liệu này có thể được điều khiển từ xa. Công nghệ này có thể được sử dụng để chế tạo các thiết bị được dẫn hướng bằng nam châm thông qua đường tiêu hóa để chụp ảnh, sinh thiết hoặc đưa thuốc đến các khu vực cục bộ trong cơ thể người.
    Một ứng dụng tiềm năng khác của in 4D nằm trong kỹ thuật mô. Trong lĩnh vực này, hydrogel tương thích sinh học có thể được sử dụng để in da nhân tạo để ghép và thậm chí cấy ghép có khả năng thay đổi hình dạng và hoạt động mà không cần sự can thiệp từ bên ngoài.

    Ngoài ra in 4D cũng đang nghiên cứu trong công nghiệp ô tô (túi khí, đệm khí, ghế ngồi,..) và cả hàng dân dụng

    Tiềm năng:
    In 4D là một lĩnh vực hấp dẫn mở ra những khả năng thú vị cho sản xuất. Khả năng tạo ra các vật thể có chức năng lập trình có thể biến đổi cách thức sản xuất hàng hóa.
    Tuy nhiên, hiện tại in 4D vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm - và công nghệ còn một chặng đường dài trước khi thương mại hóa. Theo blogs.gartner.com: Đến năm 2023, các công ty khởi nghiệp hoạt động thương mại hóa in ấn 4D sẽ thu hút 300 triệu đô la đầu tư mạo hiể, đó quả là con số ấn tượng
    Video về sản phẩm in 4d thay đổi theo nhiệt độ
     
    worm likes this.
  2. nhatnam2016

    nhatnam2016 New Member

    Joined:
    May 13, 2019
    Messages:
    1
    Likes Received:
    0
    muốn ong thủ quá
     

Share This Page

Users Viewing Thread (Users: 0, Guests: 0)

Loading...