На очередной ежегодной конференции TED (сообщество, названное так по первым буквам слов «Technology, Entertainment, Design» — Технология, Развлечения, Дизайн), проходившей в Лос-Анджелесе, архитектор и специалист в вычислительной технике Скайлар Тиббитс показал, как процесс 4D-печати позволяет объектам стать самосборными.

Этот процесс может быть использован для установки объектов в труднодоступных местах, таких как подземные водопроводы. По мнению экспертов, данный подход может стать предвестником мебели, которая будет собираться сама.

Умные материалы

Участник TED, м-р Тиббитс из лаборатории самостоятельно собирающихся объектов MIT, поясняет, в чем заключается добавление четвертого измерения. „Мы считаем четвертым измерением время, и имеем в виду, что в течение времени статические объекты трансформируются и адаптируются“, говорит он.

Процесс 4D-печати использует специализированный трехмерный принтер компании Stratasys, которые может создавать многослойные материалы. Он объединяет полосу стандартного пластика со слоем, изготовленным из „умного“ материала, способного впитывать воду. Вода начинает действовать, как источник энергии, позволяющий материалу расширяться после того, как его слой был нанесен на объект 3D-принтером.

„Жесткий материал становится структурной основой, а другой слой представляет собой силу, которая начинает изгибать и скручивать его“, говорит м-р Тиббитс. „В сущности, в самой печати нет ничего нового. Новое — это то, что происходит потом“.

По его мнению, процессы такого рода могут в будущем быть использованы для построения мебели, мотоциклов, автомобилей, и даже зданий. А пока он занят поиском партнера в промышленности для применения новой технологии.

„Мы ищем применения и продукты, которые были бы невозможными без использования этих материалов“, добавляет он. „Представьте себе трубы водопровода, которые могут расширяться, для того, чтобы удовлетворять различным требованиям по пропускной способности, и при этом не требуется раскапывать улицы“.

Вдохновение от природы

Участвующая в проекте компания Autodesk, разрабатывающая программное обеспечение для решения инженерных задач, смотрит в будущее еще дальше. „Представьте себе сценарий, при котором вы идете в магазин и покупаете себе кресло, приносите его домой, а оно собирается самостоятельно“, — говорит Карло Олгуин, ведущий научный сотрудник Autodesk.

Концепция 4D-печати, была инспирирована природой, в которой уже существует способность саморепликации.

„У нас уже есть 3D-принтеры, которые можно заправлять стволовыми клетками, печатая микро-срезы печени“, добавляет м-р Олгуин. „Идея, на которой основана 4D-печать, заключается в использовании совершенной силы биологии и модификации ее. Но эта цель все еще ускользает от нас“.

Следующий этап исследований состоит в переходе от печати отдельных полос к листам, и, в конечном итоге, к цельным структурам. И в качестве источника энергии совсем не обязана быть только вода. „Мы также используем тепло, вибрацию и звук“, заключил м-р Тиббитс.