Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

[4CHaUI] - Cùng tìm hiểu công nghệ in 4D

#1
In 4D hay In ấn 4D là bất kỳ quá trình khác nhau được sử dụng để tạo ra một vật thể ba chiều, nhưng thêm vào một khả năng mới vật liệu có thể lập trình để tự lắp ráp.[1] Nói một cách khác, in 4D chính là “phiên bản mới” của in 3D, với chiều thứ 4 chính là khả năng “tự lắp ráp”. Hoặc cũng có thể hiểu theo một cách khác, chiều thứ 4 ở đây là “thời gian” tăng thêm để hoàn thiện hình dạng vật thể.

Nếu máy in 3D in chồng từng lớp vật liệu thành khối để tạo vật thể 3 chiều thì in 4D cũng sử dụng kỹ thuật chồng lớp này. Nhưng thay vì tạo ra vật thể 3D “tĩnh”, sản phẩm của máy in 4D là những mô hình “thông minh” được lập trình để có thể tự biến đổi và lắp ráp thành nhiều hình dạng theo thiết kế khác nhau.

Nguyên lý:
Mô hình CAD sau khi in sẽ được “chèn” vào một mã hình học được lập trình sẵn, nó tương thích với các khu vựa khác sau và sẽ phản ứng với một kích thước cụ thể khi gặp phải ngoại cảnh. Các công nghệ in 3D phù hợp nâng cấp 4D gồm, trong đó SLA, FFF, MJ phù hợp với vật liệu tổng hợp trong khi SLM dùng cho kim loại
• Stereolithography (SLA),
• Fused Filament Fabrication (FFF),
• Material Jetting,
• Selective Laser Melting (SLM).

Các dạng vật liệu in 4D
Hydrogel: đây là một dạng chuỗi polimer ưa nước, chúng có sự tương thích sinh học rất tốt, do đó được dùng nhiều trong y tế, chế tạo các robot mềm và thiết bị điện tử tùy biến. Chúng dê dàng thay đổi kích thước bằng nhiệt độ

Polimer nhớ hình (SMPs-Shape-memory polymers): là các dạng các vật liệu cao phân tử thông minh có khả năng chuyển từ hình dạng tạm thời cố định sang hình dạng ban đầu của chúng khi tiếp xúc với một kích thích bên ngoài. SMP đã tìm thấy nhiều ứng dụng khác nhau trong hàng không vũ trụ, robot mềm, y sinh học và các lĩnh vực khác.

Hợp kim nhớ hình (SMAs - Shape-memory alloys): là vật liệu kim loại thông minh, tương tự như SMPs, nó có thể biến hình và có thể trở lại hình dạng ban đầu này sau khi biến dạng dưới tác nhân kích thích. SMAs có thể tìm thấy việc sử dụng trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, kỹ thuật dân dụng và các thiết bị y sinh.

Gốm: Gốm kết hợp các sợi polimer và hạt nano gốm có thể biến dạng gấp 3 lần kích thước ban đầu. Chúng được ứng dụng trong hàng không vũ trụ và điện tử

Các ứng dụng:
Hàng không: chế tạo thiết bị biến hình, giúp thích ứng với điều kiện ngoài vũ trụ. ví dụ, Airbus và MIT đã nghiên cứu phát triển một bộ phận hút gió có thể biến đổi để đáp ứng với điều kiện khí động học để giảm sức cản không khí.

Công nghiệp Quốc phòng: Thị trường tiềm năng nhất của in 4D, quân phục thông minh thích ứng với môi trường tác chiến hay các robot biến hình trinh sát, cầu công binh tự lắp ráp, hầm trú ẩn cá nhân ,… đã đang được nghiên cứu.

Y học: tiềm năng của in 4D trong lĩnh vực y tế là rất lớn. Ở đây, công nghệ này có thể được sử dụng trong các ứng dụng, từ kỹ thuật mô và thiết bị y sinh thông minh đến chế tạo hạt nano và nanorobots cho hóa trị. Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một loại “mực” in 3D có các hạt vi mô từ tính làm cho trúc 3D được in bằng vật liệu này có thể được điều khiển từ xa. Công nghệ này có thể được sử dụng để chế tạo các thiết bị được dẫn hướng bằng nam châm thông qua đường tiêu hóa để chụp ảnh, sinh thiết hoặc đưa thuốc đến các khu vực cục bộ trong cơ thể người. 

Một ứng dụng tiềm năng khác của in 4D nằm trong kỹ thuật mô. Trong lĩnh vực này, hydrogel tương thích sinh học có thể được sử dụng để in da nhân tạo để ghép và thậm chí cấy ghép có khả năng thay đổi hình dạng và hoạt động mà không cần sự can thiệp từ bên ngoài.

Ngoài ra in 4D cũng đang nghiên cứu trong công nghiệp ô tô (túi khí, đệm khí, ghế ngồi,..) và cả hàng dân dụng

Tiềm năng:
In 4D là một lĩnh vực hấp dẫn mở ra những khả năng thú vị cho sản xuất. Khả năng tạo ra các vật thể có chức năng lập trình có thể biến đổi cách thức sản xuất hàng hóa. 

Tham khảo:


Nguồn:  wiki | meslab.org
- DOne -
[-] The following 5 users say Thank You to Dương Trần for this post:
  • Dương Văn Hiền, Hồng Sơn, Lê Phát Viên, Nguyễn Thế Anh_4CHaUI, Nguyễn Việt Anh _ 4CHaUI
Reply
#2
Làm thế nào để có thể lập trình hoặc định dạng hình dáng ban đầu của sản phẩm nhỉ??/

Một số video minh họa khác

LESS TALK. MORE ACTION
Name: LÊ HỒNG SƠN
Major: Cơ điện Tử
Gmail: Son97haui@gmail.com
Phone number: 0166 596 2008








[-] The following 6 users say Thank You to Hồng Sơn for this post:
  • Dương Trần, Gia Nam_DCN, Hoàng Khải Hưng_4CHaUI, Lê Phát Viên, Nguyễn Trọng Duy_4CHaUI, Tạ Đông
Reply
#3
(08-15-2019, 10:30 PM)Hồng Sơn Wrote: Làm thế nào để có thể lập trình hoặc định dạng hình dáng ban đầu của sản phẩm nhỉ??/

Một số video minh họa khác


Phần này mình cũng chưa tìm được tài liệu nào nói cụ thể cách mà vật liệu này hoạt động. Tuy nhiên, mình nghĩ là sẽ có nhiều cách.
Bài bên dưới hé lộ một cách là dùng nhiệt Big Grin

https://www.newscientist.com/article/212...en-heated/
- DOne -
[-] The following 2 users say Thank You to Dương Trần for this post:
  • Gia Nam_DCN, Tuấn Hùng
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)