En este post vamos a hablar de una interesante tecnología en desarrollo que es la impresión 4D. Veremos también los materiales para impresión 4D y sus aplicaciones así como su origen y su futuro. La fabricación 4D es algo que tendrá un gran crecimiento en los próximos años ¿Quieres saber más?
¿Qué es la impresión 3D y 4D?
Es una tecnología que consiste en añadir a un material de la impresión 3D con la capacidad de ser transformado a través del tiempo.
¿Has oído hablar de este nuevo concepto de impresora 4D? Existe un gran interés en esta nueva forma de impresión 4D por su potencial para poder llevar a cabo la personalización de dispositivos y estructuras.
Al tiempo que la fabricación aditiva se centra en llevar a cabo la realización de objetos y estructuras de forma fija, la impresión 4D lo que hace es cambiar su estructura en relación con colores, tamaño, movimiento… Para poder realizar esta modificación, la impresión 4D emplea materiales conocidos en industria como materiales «inteligentes» los cuales pueden ser programados para cambiar su forma a través del efecto de un factor externo. El factor externo más empleado es la temperatura.
Con la impresión 4D existen muchas acciones que el objeto podrá hacer por sí mismo con el tiempo. Así por ejemplo podrá ensamblarse o desintegrarse cuando sea necesario. Adquiere una nueva forma o funcionalidad por sí solo, reaccionando con el entorno.
Como surge la impresión 4D
Esta tecnología tiene su inicio de la mano del informático Skylar Tibbits, fundador del Self-Assembly Lab del MIT.
Consiste en la creación de estructuras y objetos tridimensionales los cuales tengan la posibilidad de adaptarse a las circunstancias de cada momento concreto sin que sea necesaria la intervención de otros agentes como por ejemplo los robots o las personas, sino combinando materiales diferentes y tecnología.
Materiales para impresión 4D
Como consecuencia de que la impresión 4D es una tecnología que está creciendo y dando sus primeros pasos, todavía no cuenta con una gran variedad de materiales como es el caso de la fabricación aditiva. Los materiales para impresión 4D son los siguientes:
Polímeros con memoria de forma (PMF)
Tienen la capacidad de memorizar una estructura macroscópica y retenerla durante un cierto tiempo y posteriormente poder volver a su forma original a través de factores externos como es el calor, un campo magnético, eléctrico o de inmersión en agua.
Elastómeros de cristal líquido (LCE):
Se caracterizan por estar formados por vidrios (cristales) líquidos, los cuales son sensibles al calor.
Hidrogeles
Están compuestos por unas cadenas de polímeros los cuales están formados principalmente por agua, usados en procesos de fotopolimerización.
Otros materiales
También es cierto que algunos procesos de impresión 4D emplean materiales múltiples, además de tener en cuenta que es necesario saber cómo van a reaccionar los materiales para impresión 4D a diferentes estímulos. Son principalmente compuestos (madera, carbono, etc.) que se agregan a PMF o hidrogeles.
Las aplicaciones tecnológicas
- Medicina y cirugía: como ejemplo podríamos citar stents que reaccionan al calor corporal y se expanden para adaptarse al paciente. La impresión 4D puede proporcionarnos dispositivos a medida que sean inteligentes. Por ejemplo, podría ser de gran ayuda en implantes, en medicina regenerativa.
- Ropa y calzado: los zapatos y la ropa impresos en 4D se adaptarán al movimiento, impacto, temperatura y presión atmosférica.
- Sector transporte: los objetos reaccionarían , cambiando su función según la presión atmosférica o la temperatura.
- Sector construcción: por ejemplo para realizar estructuras que cambien con la temperatura.
El futuro de la impresión 4D
La impresión 4D como tecnología en desarrollo, todavía deja abiertas muchas cuestiones como por ejemplo la de si los materiales inteligentes son capaces de aguantar las diferentes situaciones a las que son expuestos. También es importante saber si estos materiales serán capaces de seguir cumpliendo sus funciones a lo largo del tiempo o por el contrario no acabarán cumpliendo las expectativas.
Dado que la impresión 4D implica mucho más conocimiento técnico que la impresión 3D, será mucho más difícil que llegue a tener tanta extensión como ha conseguido esta segunda tecnología. Tienes más información en el Self Assembly Lab del MIT o en Wikipedia.
En conclusión, el mundo de la tecnología evoluciona constantemente, con nuevos descubrimientos y avances, los cuales mejoraran nuestra calidad y estilo de vida. Por ello es importante concienciarse de lo necesario que es contar con equipos de profesionales cualificados que trabajen en estos desarrollos.
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