4D printer: wat is het en wat kun je ermee?

Last updated by Simon on

4D PRINTER

Je hebt vast weleens gehoord van een 3D printer. Hiermee produceer je driedimensionale objecten. Van pennendoosjes tot auto’s, tot zelfs eetbare chocolade!

En hoewel de 3D technologie nog aan ontwikkeling onderhevig is, begint een nieuwe printtechnologie op te komen: 4D printen.

De vraag is natuurlijk: hoe werkt een 4D printer? Wat kun je ermee? En wat is het grote verschil met een 3D printer? Wij leggen het je uit. 

Wat is een 4D printer?

Wat is 4D printer

Een 4D printer is een printer die 3D objecten kan printen. Net als een 3D printer dus. Maar het 3D geprinte object kan bij een 4D printer meer…

Wanneer het object namelijk wordt blootgesteld aan een ‘externe energie’, zoals hitte, water of licht, verandert het van vorm.

Het object klapt in, groeit of krimpt bijvoorbeeld. Dit doen deze slimme objecten geheel zelfstandig, zonder tussenkomst van een mens of apparaat. 

Hierdoor heeft de 4D printer een ontzettend hoog Sciencefiction gehalte!

Hoe werkt een 4D printer?

Een 4D printer werkt niet met papier of ander simpel materiaal. Er wordt ‘slim’ materiaal gebruikt. 

Voorbeelden van zulk materiaal zijn hydrogel en polymeer. 

Die termen zeggen je waarschijnlijk niet veel. En dat is niet erg. Wat je voor nu moet onthouden is dat dankzij deze materialen futuristische objecten met de 4D printer tot leven kunnen worden gebracht. 

Dankzij onder meer thermomechanische eigenschappen van het materiaal verandert de structuur van het object wanneer het te maken krijgt met een bepaalde daling of stijging van de temperatuur.

Dat is de trigger. Een vlak stuk ‘karton’ vouwt zichzelf vervolgens automatisch op tot een doos, of een knijper schiet vanzelf open en dicht. 

Intelligent hè?

Verschillen tussen een 3D printer en 4D printer

Zowel een 3D printer als een 4D printer produceert driedimensionale objecten. Maar wat zijn de verschillen? 

Eigenlijk is dat er maar één. 

3D printer: statische objecten

Een 3D printer maakt statische objecten

Het materiaal kan hout zijn, keramiek, zand, glas, noem maar op. Het eindproduct is een statisch voorwerp.

De 3D printer print dit voorwerp door meerdere lagen bovenop elkaar te plaatsen. Dat is in het kort hoe het printproces in z’n werk gaat. 

4D printer: dynamische objecten

Een 4D printer doet hetzelfde, maar dan met ander materiaal. 

Dit materiaal bevat eigenschappen die veranderen onder bepaalde omstandigheden. We noemden al hitte, water of licht. 

Dankzij het slimme materiaal zijn de objecten die door de 4D printer worden geproduceerd niet statisch, maar bewegelijk. Veranderbaar. Dynamisch. Mits ze worden blootgesteld aan de juiste stimulus natuurlijk.

5D printer?

5D printers bestaan ook. Het verschil met een 4D printer is dat een 5D printer complexere objecten kan vormen. Denk aan een voorwerp met meer rondingen bijvoorbeeld. 

Waar kun je een 4D printer voor gebruiken?

4d printer

Allemaal leuk en aardig, dat 4D printen, maar wat kun je er eigenlijk mee? 

Hieronder noemen we een aantal potentiële mogelijkheden van de 4D printer die verbazingwekkend nuttig klinken. 

Zelfherstellende pijpleidingen

4D printers kunnen in de toekomst misschien veel betekenen voor het optimaliseren van pijpleidingen die worden gebruikt in de waterafvoer van woonwijken. 

De door de 4D printer geproduceerde pijpleidingen zetten automatisch uit bij veel water, en versmallen bij weinig water.

Hierdoor verkleint de kans op overstromingen. En bij weinig regenval, zoals in de zomer, wordt het water dankzij de versmalling van de pijpleidingen sneller en efficiënter afgevoerd. 

De pijpleidingen kunnen zichzelf bovendien automatisch herstellen als er een scheur in komt. Dit heeft alles te maken met de mogelijkheid van het materiaal om zich aan veranderingen in de omgeving aan te passen. 

Meubels die zichzelf monteren

3D printers kunnen geen voorwerpen printen die de maximale hoogte of breedte van de printer overstijgen. Zoals tafels en stoelen. Daar heeft de 4D printer gelukkig een oplossing voor.

Print een vlak object van slim materiaal dat kan worden geproduceerd door de 4D printer.

Wanneer je dit vlakke object in een bak met water stopt, krult het op tot een meubelstuk. Een ligstoel, nachtkastje of tuinbank bijvoorbeeld. 

Dit kan nu nog niet, maar is wel iets waar ontwikkelaars mee bezig zijn.

Nooit meer zelf IKEA-kastjes in elkaar knutselen dus!

Bouwen in de ruimte

Onder extreme omstandigheden blijven 4D printers functioneren. Wanneer materiaal stuk gaat door het weer of andere externe stimuli, kunnen de objecten zichzelf automatisch omvormen. En dus herstellen. 

Daarom fantaseert men erover om 4D printers in te zetten in de ruimte. Om bruggen te bouwen, schuilplaatsen en andere installaties. 

Op dit moment maakt men in de ruimte al gebruik van 3D printers. De bouwprocessen kunnen nog efficiënter en kostenbesparender worden als 4D printers worden ingezet. 

Hulpmiddelen in de gezondheidszorg

Medical Printer

Een andere toepassing van 4D printers vind je straks misschien wel in de medische industrie. 

Door 4D printers geproduceerde eiwitten kunnen worden ingezet om het immuunsysteem van een patiënt een boost te geven. 

Ook kan er bijvoorbeeld een mini buisje worden gemaakt dat door het menselijk lichaam reist, en vanzelf wijder wordt als het de juiste plek heeft bereikt.

Zoals rondom het hart of in een been. Dit door de 4D printer geproduceerde buisje kan blokkades helpen opheffen en zwakke slagaders ondersteunen. 

Multifunctionele schoenen

Wat dacht je van kleding die zich aanpast aan het weer? Zoals schoenen die van vorm veranderen als je gaat hardlopen. Of een jack waar een speciaal beschermlaagje overheen komt als het begint te regenen. 

Kun je een 4D printer kopen?

Nee, 4D printers zijn helaas (nog) niet te koop.

Alle in dit artikel opgenoemde mogelijkheden zijn nog erg futuristisch. We staan slechts aan het begin van de 4D technologie.

4D printers hebben nog een hoop onderzoek en ontwikkeling nodig om voor het grote publiek beschikbaar te komen.

3D printers daarentegen zijn wel degelijk te koop! Met een 3D printer in huis kun je kledinghaken maken, handige opbergdoosjes, pennenbakjes en meer.

Er is heel veel software op de markt waarmee je iets moois kunt maken. Ook als je helemaal niet thuis bent in de wereld van 3D of 4D techniek. 

Wat denk jij? Is printen in 4D iets wat in een sciencefiction film thuishoort, of hebben we straks allemaal een 4D printer in huis?

Categorieën: Computer

0 reacties

Geef een antwoord

Avatar plaatshouder

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.