Auf der diesjährigen National Meeting & Exposition of the American Chemical Society präsentiert ein Forscherteam des Georgia Institute of Technology einen neuen leistungsfähigen 4D-Drucker. Auf einer Pressekonferenz erläuterten die Wissenschaftler die Funktionsweise des Geräts und wie der 4D-Druck unterschiedlichste Branchen und Industrien nachhaltig verändern kann.

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Den 3D-Druck erleben wir heute in vielen Bereichen. Medizin, Industrie, ja sogar bei den Lebensmitteln (eine umfangreiche Übersicht bietet unsere Themenwelt). Doch mit jedem Tag wird Technik fortschrittlicher, sodass man schon mal über 4D-Druck-Projekte stolpern kann, auf der Suche nach Schlüsseltechnologien. Was ist 4D-Druck? Können 3D-gedruckte Objekte ihre Form aufgrund von äußeren Einflüssen selbstständig verändern oder sich bewegen, dann spricht man von 4D-Druck. Äußere Einflüsse können Umweltreize wie Licht, Feuchtigkeit oder Hitze sein. Auf der diesjährigen weltweit größten wissenschaftlichen Gesellschaft, der National Meeting & Exposition of the American Chemical Society, präsentiert ein Forscherteam des Georgia Institute of Technology jetzt seinen neuen leistungsfähigen 4D-Drucker.

4D-gedruckte Blume
Mehrere 3D-gedruckte reaktive Materialien wurden verwendet, um diese 4D gedruckte Blume herzustellen (Bild © H. Jerry Qi, Georgia Tech).

Der leitende Forscher, H. Jerry Qi, PhD, hat bereits mit seinem Team der Georgia Tech und Forschern der Xi’an Jiaotong University und der Singapur University of Technology and Design eine Blume 4D-gedruckt, die ihre Blüten selbstständig schließen konnte. Sie reagierte auf eine Wärmequelle und entstand aus einer Verbindung aus Acryl- und Epoxidharz.

Die Herstellung des 4D-Druckers finanzierten auch HP Inc., sowie die National Science Foundation, das US Air Force Office of Scientific Research und Northrop Grumman. Der 4D-Drucker wird zur Schaffung von selbst verändernden und zusammenlegbaren Strukturen genutzt. Dabei werden die Extrusions-, Direkttintenschreib-, Tintenstrahl- und Aerosoldruckverfahren verwendet.

4D-Drucker
Bild © Collage: 3D-grenzenlos Magazin; Videoquelle: Youtube/American Chemical Society).

Gedruckt wird mit steifen und elastischen Materialien wie Flüssigkristallelastomeren, Hydrogelen, SMPs und leitenden Tinten.
Die neue Technologie ermöglicht komplexere Formänderungen und das Drucken in höherer Qualität, wodurch neue 4D-Anwendungen integrierbar sind. Darüber hinaus können die Forscher eine Reihe von schwarzen, grauen und weißen Lichtern projizieren, um eine Teilkomponente zu härten und zum Festkörper zu formen. Um eine direkte elektrische Druckverdrahtung, zum Beispiel auf Antennen oder Sensoren erzeugen zu können, verwendet der 4D-Drucker eine direkte Tintenschreibmethode.

Welche Vorteile in den Herstellungsprozessen mit dieser Technologie noch zu erwarten sind, werden wir bestimmt bald erfahren, ganz sicher gehört aber die Logistik-Industrie mit der Lager- und Speditionswirtschaft zu den großen Profiteuren. Mehr aktuelle Neuigkeiten und Forschungen auf dem Gebiet des 4D-Drucks bietet unser kostenloser Newsletter.

Pressekonferenz zum neuen 4D-Drucker

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