Ein chinesisch-amerikanisches Forscherteam hat Objekte per 3D-Drucker hergestellt, welche eine Formanpassung bei Änderung der Umgebungstemperatur durchführen können. Je nach Temperaturhöhe sind die Gegenstände dazu fähig andere Formen anzunehmen.

4D-Druck
4D-Druck (Bild © 3D-grenzenlos; Videoquelle: Youtube/Georgia Tech).

Das Verfahren ist auch als 4D-Druck bekannt. Gefertigt wurden die 4D-Objekte aus verschiedenen Kunststoffschichten, die über ein Formgedächtnis verfügen. Die einzelnen Schichten tragen die Erinnerung an eine andere Form in sich und ist abhängig von der vorherrschenden Temperatur.

Wie Jerry Qi, Professor für Materialmechanik am Georgia Institute of Technology, erklärt, vereinfachere und verbessere das entwickelte Verfahren den 3D-Druck ganz entscheidend. Es wurden verschiedene Materialschichten kombiniert, womit die formgebende Eigenschaft des Produktes quasi in das Produkt hinein programmiert werden könne. Zum Beispiel könnten kleine Gegenstände gedruckt werden, die erst unter Hitze ihre spätere Wunschgröße annehmen.

Gedächtnis-Kunststoffe als wissenschaftliche Grundlage

Das innovative Verfahren basiert auf wissenschaftlichen Arbeiten, die sich mit „Gedächtnis-Kunststoffen“ beschäftigten, welche dazu fähig sind, sich zusammmenzufalten, wenn sie Wärme ausgesetzt werden. Die Produktionszeit würde Qi zufolge entscheidend gesenkt und bezieht sich dabei auf kleinere Objekte, die mit einem 3D-Drucker sehr viel schneller fertig gedruckt werden können als großflächige Gegenstände oder Objekte mit vielen Kanten. In den Objekten sind gedächtnislose Schichten und jene mit Gedächtnis enthalten, in die künftige Formen programmiert werden. Die steifen Schichten werden bei steigender Temperatur weich und behalten nach dem Erkalten ihre Form.

Wie Martin L. Dunn, der Leiter des Digital Manufacturing and Design Centre an der Singapore University of Technology and Design SUTD im oben verlinkten Presseartikel der Georgia Tech erklärt, revolutioniere das Verfahren das Produktdesign entscheidend, weil Produkte von Beginn an so ausgelegt würden, dass sie später unterschiedliche Formen annehmen können. Die möglichen Anwendungen seien weit gefächert.

Einsatzmöglichkeiten

So könnten flache Gitter kompakt versendet werden. Beim Empfänger angekommen, müsste das Objekt nur erhitzt werden, damit es die gewünschte Form annimmt. Das Transportvolumen und die Kosten würden reduziert. Denkbar seien beispielsweise auch Stents, die sich an ihren Zielort durch Körperwärme entfalten. Wenn Roboter mit derartigen Gedächtniskunststoffen ausgerüstet würden, dann wären sie beweglich, ohne verschleißanfällige Mechanik verwenden zu müssen.

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Im September 2015 entwickelten Forscher des Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) um Jerry Qi mit dem 4D-Druckverfahren bereits ein selbstentfaltendes Objekte. Am MIT gelang es Wissenschaftlern in diesem Jahr per 3D-Druck einen Roboter mit Hydrogel-Greifarm zu entwickeln, der Fische fangen und wieder freigeben kann.

TOP 10 verkaufte 3D-Drucker der 39. Kalenderwoche 2020

Platzierung3D-DruckerAktionspreisAktion / GutscheinZum AngebotInfos zum Gerät
1Artillery Sidewinder-X1331,10 €

N4C0B46DE6DEB001

kaufenProduktvorstellung lesen
2QIDI TECH X-Max1.199,00 €Flash Salekaufen
3QIDITECH Large X-Plus687,14 €Flash Salekaufen
4Artillery GENIUS239,94 €Flash SalekaufenTestbericht
5Anycubic Chiron368,94 €Flash Salekaufen
6ANYCUBIC Mega X343,14 €Flash SalekaufenTestbericht
7ANYCUBIC Mega-S179,74 €Flash Salekaufen
8Alfawise U30 Pro237,35 €

GB720SALE194

kaufen
9Flying Bear Ghost 4S309,59 €

F5079D62CDE27001

kaufen
10Creality Ender 3153,94 €

F4FE9A937B5EB000

kaufen
OUTTRONXY X5SA327,89 €kaufen
OUTELEGOO Mars
241,37 €kaufen
OUTCreality CR-10 V2429,14 €

S4FFCD1E79A27000

kaufen
OUTEcubMaker 4 in 1545,58 €kaufen
OUTAnycubic Photon-S372,53 €kaufen
OUTANYCUBIC MEGA ZERO160,57 €kaufen
7Alfawise U30171,99 €

ALFAWISEU30T

kaufenTestbericht
OUTAlfawise U20269,6 €kaufenTestbericht
OUTNOVA3D Bene4 LCD362,30 €kaufen
OUTCreality Ender 3 V-Slot187,63 €kaufenTestbericht
OUTTRONXY D01426,39 €kaufen

Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden | Alle 3D-Drucker-Gutscheine | 3D-Drucker kaufen