Ein Forscherteam des Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) um Jerry Qi hat mit „4D-Druck“ ein Objekt im 3D-Druckverfahren entwickelt, das sich selbstständig falten und entfalten kann.

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Bei dem selbstfaltenden Objekt handelt sich um ein flaches Kreuz mit ein paar Aussparungen, welches sich eigenständig zu einem Kästchen faltet und mit Laschen verschließt. Das Objekt setzt sich aus Kunststoffen mit Formgedächtnis (Shape Memory Polymer – SMA) zusammen. Die Kunststoffe weisen unterschiedliche mechanische Eigenschaften auf. Ein 3D-Drucker integriert bis zu zehn verschiedene Materialien in einer 3D-Struktur.

Die SMP arbeiten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, wodurch Formen und Bewegungsabläufe vorgegeben werden können. Eine Temperaturveränderung löst die Veränderung der Form aus. Bei einer Erwärmung der Struktur falten sich die Kunststoffstreifen des Objekts und zwar entsprechend dem vorgegebenen Muster in einer bestimmten Form. Neben Wärme könnte auch Licht und Wasser für die Transformation verwendet werden.

Das Formgebungsverfahren könnte für Bauteile in Spielzeug, Robotern, medizinische Geräte und Strukturen im Weltall eingesetzt werden. Im Fachmagazin Scientific Reports berichten die Forscher über ihre Entwicklung.

» Weiterführende, detailierte, wissenschaftliche Informationen: nature.com

selbstfaltendes Objekt
Das Objekt faltet sich selbst. Die Forscher bezeichnen das Verfahren als „4D-Druck“ (Bild © eurekalert.org).

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