4D-Filamente 

4D-Filamente

Der Name 4D bezieht sich auf eine vierte Dimension, die in der Nachbearbeitung der 3D-gedruckten Teile mit diesen Materialien erreicht wird. Inspiriert vom Prinzip der Selbstorganisation ist 4D-Druck der Prozess, bei dem ein 3D-gedrucktes Objekt durch den Einfluss externer Energiezufuhr in eine andere Struktur umgewandelt wird > wie z Temperatur, Licht oder andere Umweltreize.
Es gibt drei Arten von 4D-Filamenten:

• SMP oder Formgedächtnispolymere
• LCE oder Flüssigkristall-Elastomere: Da sie wärmeempfindliche Flüssigkristalle enthalten, verändert sich ihre Form unter Temperatureinwirkung
• Hydrogele: Aufgrund ihrer Biokompatibilität sind diese hauptsächlich aus Wasser gebildeten Polymerketten auf medizinische Anwendungen ausgerichtet

SMP

Polymere mit Formgedächtnis, die bei Raumtemperatur starr bleiben und besondere Eigenschaften bieten, wenn sie den Glasübergangspunkt erreichen. Ein Beispiel wäre das TPU SMP von Convena: ein 4D Filament mit einer Zusammensetzung auf Basis von TPU (thermoplastisches Polyurethan), das eine Nachbearbeitung ermöglicht, mit der die Form der 3D-gedruckten Teile modifiziert werden kann. Dank seiner speziellen Zusammensetzung und der SM-Technologie können die mit diesem Filament gedruckten Teile manuell modifiziert werden, sodass sie eine andere Form annehmen und diese im Laufe der Zeit beibehalten können.

Anwendungen

Röhren, die sich automatisch reparieren, wenn sie reißen, Prothesen, die sich dem Wachstum anpassen, oder Kleidung, die sich je nach Umgebung ändert, sind einige der Beispiele, die wir durch 4D erhalten können. Im Transportsektor haben Unternehmen wie BMW (in Zusammenarbeit mit MIT) ein Material vorgestellt, das sich unter der Wirkung von Luftimpulsen verändert; Dies könnte zu Rädern führen, die Probleme wie Reifenpannen lösen können. Die Luftfahrtindustrie ist nicht weit dahinter, mit Komponenten, die auf atmosphärischen Druck reagieren oder Stoffen für Raumanzüge in der Lage, Wärme nach außen zu reflektieren und sie im Inneren zu halten . Vielleicht sind die Anwendungen im Bereich der regenerativen Medizin und der Herstellung von Zellstrukturen am faszinierendsten. In diesem Fall bietet der 4D-Druck die Möglichkeit, maßgeschneiderte, intelligente und sich entwickelnde Elemente zu erstellen; B. Zellen, die sich an den menschlichen Körper anpassen, oder Geräte, die Medikamente intelligent freisetzen, falls der Patient sie benötigt.