成形後も複雑に変化するハイブリッド4Dプリント技術

熱や光などによって変化する新たな複合材料4Dプリント技術を開発

ピッツバーグ大学の研究者等によって開発されたこの新しいプリント技術は、熱によって変化する「熱応答性ゲル」と、光によって変化する「光応答性繊維」を組み合わせ、熱や光に晒されることにより複雑に変化する、新しいハイブリッド4Dプリントテクノロジーです。

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従来の3Dプリント技術は、特定の材料を積層(又はそれに相応する技術)で成形し、物体を成形する技術ですが。4Dプリントは、造形後に様々な外的刺激(光、熱、振動、磁力など)をトリガーとして変化する、新たなプリンティング技術として注目されています。

今回発表された4Dプリント技術では、熱や光に反応する複合素材から成形された4Dオブジェクトが、プリント後に与えられた刺激によって再構成を行い、その与える刺激の量を調節することにより、成形後の物体(4Dオブジェクト)に対して、多彩な動きを制御することが可能になっています。

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従来のプリント技術では、造形後に形状を変化させることが出来ないため、再構築(再造形)が必要でしたが、プリント後も形状を変更することができる4Dプリント技術では、従来のような再構築作業を軽減させることができ、大幅なコスト削減につながる可能性もあります。

現在研究者が直面している課題は、より強力な可鍛性を要していながら、複数の外的刺激にさらされたときに、適切に異なる変化を示す材料として完成させることです。

十分な強度や耐性を要した素材を制御可能となり、それに相応したソフトロボット工学や適応デバイスが開発されるようになれば
皮膚や筋肉に相当するような人工的な部位と、人工骨(関節)を要するような、ハイブリッド義肢のような物も開発することも可能になるかもしれません。
正に、攻殻機動隊の義体化の様な世界!

同分野の進歩は、医療や工業に留まらず、様々な用途への広がりを感じさせる素晴らしいテクノロジーですね。


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