26 dic. 2017

Impresión 4D, el siguiente paso en fabricación aditiva

La gran diferencia de la impresión 4D se encuentra en los materiales y los beneficios en cuanto a diseño que estos pueden aportar al modelo. Se podría decir que estos son materiales inteligentes que pueden programarse y cambiar de forma a lo largo del tiempo.

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La impresión 4D es, básicamente, una variante de la impresión 3D en donde se emplean materiales especiales, que incluso podríamos llamar 'inteligentes', porque se adaptan al entorno en donde están,  llegando a transformarse, autoensamblarse y  autorepararse.

La impresión en 4D sucede cuando los materiales físicos y biológicos impresos en 3D están 'programados' para que una vez salgan de la plataforma de fabricación, ajusten por si mismos sus formas o propiedades según la funcionalidad del objeto.  

Skylar Tibbit investigador del MIT, uno de los principales precursores de la impresión 4D,  lo define así: “Es como la robótica pero sin cables ni circuitos, ya que puedes imprimir una pieza que se transformará en algo más”. 

La conversión o programación de los materiales se puede efectuar mediante la aplicación de calor, un campo magnético, agua, viento u otra fuente de energía.

Para que la forma se adapte se necesita usar materiales especiales, con estructuras sobre todo geométricas que permiten que el diseño interactúe, todo ello activado con energía, que puede ser dinámica, eólica, la misma gravedad, etc.

La Universidad de Michigan, utilizó la impresión 3D y 4D para fabricar unas férulas que abrieron la tráquea de los pequeños, y se fueron adaptando a la forma de sus órganos durante su crecimiento. Una vez los órganos se desarrollaran lo suficiente las férulas se disolverían. Esto no sólo les permitió respirar sino que evitó que siguieran pasando la primera parte de su infancia en la UCI y pudiesen llevar una vida normal.

Pero la impresión 4D  no sólo puede aportar ampliamente en el campo de la medicina. También está siendo investigada como una técnica de fabricación del futuro, que permitirá producir estructuras adaptables en el espacio estelar,  debido a los ambientes con condiciones especiales y  de difícil acceso para el hombre. Así mismo servirá también para construir arquitectura inteligente en la tierra, y proyectos en muchos otros campos como la moda. Un ejemplo de ello es el vestido que adquirió el MOMA de Nueva York, adaptable a las formas y movimientos del cuerpo.

Para el desarrollo de las diferentes aplicaciones de la impresión 4D aún tenemos que esperar un poco. Hay ejemplos, como esta cinta que se expande y se contrae controlando así la capacidad del drenaje o un vestido que dependiendo de la temperatura es más ajustado. Estos son solo algunos pequeños desarrollos que han surgido con el estudio de los materiales en este tipo de fabricación aditiva, pero sabemos que será algo que dará para mucho más.

Fuentes: 3D Natives 1 y 2