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Gli oggetti tridimensionali stampati fino ad ora con le 3D printer – ossia stampanti tecnologiche in grado di creare oggetti partendo da un modello digitale – stanno per cambiare forma grazie all’arrivo della tecnologia 4D.
Calore, umidità, pressioni e altri agenti esterni potranno infatti intervenire per far mutare la struttura dei prodotti stampati grazie all’aggiunta della quarta dimensione, il tempo appunto.
La notizia ci arriva dai risultati del lavoro svolto dai ricercatori del Politecnico Federale di Zurigo (ETH) sulle 3D printing, ormai presenti in tanti laboratori di ricerca, nelle aziende e nei fablab di tutto il mondo. Da oggi sarà infatti possibile agire in post-produzione sugli oggetti stampati, configurandoli e modificandoli con standard di precisione davvero elevati. “La stampa 4D – ha spiegato la coordinatrice del progetto, Kristina Shea – ha diversi vantaggi perché in primis consente di risparmiare spazio quando viene trasportata”. Dalle recenti ricerche è trapelato infatti che gli oggetti stampati 4D potranno essere in un primo momento compressi per facilitare ogni operazione di trasporto e solo quando giungeranno a destinazione potranno, attraverso sollecitazioni esterne, assumere la forma desiderata.
L’integrazione della programmazione meccanica in fase di stampa permetterà di utilizzare questa tecnologia – per ora limitata a pochissimi materiali – in tantissimi ambiti diversi, come il settore aerospaziale, delle automobili, della medicina e dell’edilizia (così come era stata impiegata la stampa 3D per la creazione di una casa). Presto i prodotti stampati in 4D potrebbero arrivare anche a casa di tutti noi sotto forma di beni di più ampio consumo.
I materiali utilizzati negli studi dell’ETH – studi portati avanti anche grazie alla collaborazione di ricercatori della Singapore University of Technology and Design, del Georgia Institute of Technology, della Xi’an Jiaotong University e della Zhejiang University – sono ancora pochi, ma i test compiuti sembrano promettere grandi scoperte di applicazione nei prossimi mesi.
Il processo di stampa in 4D si compie in questo modo: attraverso dei programmi di simulazione si crea una proiezione del modello 3D desiderato e in un secondo momento lo si crea tridimensionalmente. A questo punto l’oggetto viene sollecitato con del calore per valutare il comportamento allo stimolo esterno e, successivamente, si lavora sul cambiamento della forma.
Per sostituire il polimero utilizzato per la stampa 3D, i ricercatori stanno lavorando alla creazione di una lega composita più performante, che mantiene una parte rigida e una morbida, donando maggiore elasticità al prodotto. Il calore modificherà infatti solo la parte dura della struttura per consentire il cambio di forma, che successivamente potrà cambiare ulteriormente per effetto della memoria e tornare alla forma originale, al variare del calore.
