Công nghệ in 4D : một bưóc tiến xa của công nghệ sản xuất

Sản xuất phụ gia (Additive manufacturing-AM) hay công nghệ in 3D (ba chiều) đã có từ khoảng ba thập niên vào những năm 1980. Trong tiến trình này, các vật thể được tạo dựng bằng cách phủ vật liệu thành từng lớp, lớp nọ lên trên lớp kia.

máy in 3D tại gia (nguôn Internet)


Trong năm 2014, công nghệ này đã có những bước phát triển vượt bậc, như tạo ra những bộ phận giả để thay thế trong cơ thể con người hay giúp các phi hành gia tạo ra đồ vật trong không gian

   http://tintuccaonien.blogspot.ca/2014/12/may-in-3d-bat-au-hoat-ong-tren-tram.html

  http://tintuccaonien.blogspot.ca/2014/12/lan-au-tien-mot-dung-cu-uoc-e-mail-len.html

Tuy nhiên một hạn chế lớn là các vật thể in theo theo kỹ thuật 3D qui ước nói chung đều là những tĩnh vật (static) chỉ sử dụng được  cho một mục đích rõ ràng.

Internet

Vì vậy ngoài ba kích thước chiều dài, chiều rộng, chiều cao một kích thước thứ tư gọi là thời gian (time) đã được kết hợp với các tiến trình in 3D qui ước và dẫn tới công nghệ in 4D ( 4D printing). Thời gian đây không phải là thời gian lâu mau để in 3D một vật thể mà biểu thị khả năng của vật thể 3D sau khi in vẫn tiếp tục biến đổi theo thời gian.

Công nghệ in 4D không bị lệ thuộc vào môt loại kỹ thuật in 3D đặc biệt nào, không bị giới han bởi dạng hình học cũa vật thể hoặc  loại vật liệu sử dụng. Công nghệ in 4D độc đáo ở chổ là các vật thể 3D in ra vẫn còn có thể tiếp tục biến đỗi vế tính chất vật lý hoặc hoá học để đáp ứng với môi trường chung quanh. Điểm then cốt  là làm sao  sử dụng những chất đa hợp có khả năng thích nghi và bắt chước thiên nhiên (adaptive , biominetic .composites) để cho vật thể in 3D có thể thay đổi hình dạng (reshape) dưới tác động của kích thích bên ngoài.

Tiến sĩ Skylar Tibbits và các đồng nghiệp của ông tại Đại học Massachusetts đã hợp tác với công ty Stratasys và Autodesk Inc để tiến hành  dự án nghiên cứu đầu tiên nhằm tạo ra những vật thể thông minh có khả năng thay đổi hình dạng khi  gặp phải những điều kiện và tương tác khác nhau từ bên ngoài như nói trên đây. Chất đa hợp đặc biệt được sử dụng là một chất hấp thụ có khả năng dãn nở 150 phần trăm khi ngâm vào nước . Dưới đây là video về buổi thuyết trình về công nghệ in 4D cũa chính tiến sỉ Skylar

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=0gMCZFHv9v8

Các nhà khoa học cho biết ứng dụng của công nghệ in 4D là rất rộng lớn trong tương lai.

 

 Quân đội Mỹ đã tài trợ cho Đại học Harvard, Đại học Pittsburgh và Đại học Illinois để tìm ra phương pháp mới giúp tạo ra những đối tượng có thể thay đổi hình dạng. Gọn nhẹ khi vận chuyển và lúc cần thiết có thể trở thành những cây cầu nổi, căn cứ dã chiến hay các loại vũ khí, cơ giới …

Bên cạnh đó xây dựng cũng là một trong những lãnh vực có thể áp dụng công nghệ in 4D, với những kết cấu có khả năng thay đổi tùy thuộc vào điều kiện thời tiết nắng mưa.

 Không chỉ dừng lại ở đó,  tiến sĩ Skylar còn muốn kết hợp nghiên cứu của mình với công nghệ nano mới phát triển để tạo ra những bước tiến mới. Khi kết hợp với công nghệ nano, các nhà khoa học sẽ kiểm soát tốt hơn sự biến đổi của các loại vật liệu ở cấp độ phân tử, tăng độ chính xác cần thiết.

Hãy thử tưởng tượng bạn mặc một chiếc áo có khả năng tự tạo các lỗ nhỏ thống gió khi trời nắng nóng, và khi trời mưa có khả năng tự biến đổi thành một chiếc áo mưa chống thấm.

 Công nghệ tiên tiến này không chỉ ứng dụng trong những lãnh vực cao siêu, mà nó sẽ làm thay đổi chính cuộc sống thường ngày của chúng ta.

 

4D Printing – A Paradigm Shift in Additive Manufacture-Eujin Pei- July 4,2014

Hãy quên máy in 3D đi, vì công nghệ in 4D sẽ làm thay đổi tất cả mọi thứ - Doanhnghiepodessa- 08/01/2015