Arrivano Le Stampanti 4D: Differenze Con Le 3D

Mentre le stampanti degli anni 90 che fanno da semplici fotocopiatrici permettono di creare una copia fedele di un oggetto in versione bidimensionale (un foglio di carta per esempio), tramite il 3D si ha la possibilità di creare oggetti con volume.
Gli usi che possono farsi degli oggetti che vengono realizzati con le stampanti 3D sono diversi e variegati.
Si possono costruire modellini per studiare meglio edifici, piatti, posate ed addirittura organi artificiali.
Qual è la "limitazione" degli oggetti in 3D? Che sono statici (non mutano mai la forma).
A quelle che sono le tre dimensioni di cui sopra (larghezza, profondità, altezza), aggiungiamone una quarta, il tempo.
Abbiamo così gli stessi oggetti (o disegni) della stampa 3D che però si modificano nel tempo, adattandosi e rispondendo all’ambiente circostante: detti anche "Smart Objects".
Cioè ad esempio la modificazione di un oggetto a contatto con l'acqua.
Molti passi avanti sono stati fatti a partire dal 2013, anno della presentazione dello scienziato Tibbits, in un settore che per il momento è confinato all’interno dei laboratori di ricerca.
Prendendo spunto dalle ricerche del Self-Assembly Lab, scienziati dell’università di Wollongong hanno stampato, grazie a idrogel intelligente, una valvola medica che si aziona automaticamente al passaggio di acqua.
Questo sarà il futuro: oggetti in 4D.


GLI OGGETTI CHE SI "ADATTANO" ALL'AMBIENTE CIRCOSTANTE
La grande intuizione sarebbe che il materiale non solo si adatti a Temperatura, Pressione ed Umidità ma anche a variazioni del flusso stesso.
Applicare questo meccanismo agli pneumatici delle auto permetterebbe di far sì che cambino automaticamente alle variazioni del terreno.
E poi c’è il legno: dagli infissi al mobilio, si avrebbero strutture non deformabili grazie al continuo adattamento alle diverse condizioni ambientali.

Col passare del tempo sono aumentate sempre più le applicazioni della stampa 4D, dall’edilizia all’assistenza sanitaria, dal settore militare ai servizi pubblici, crescendo di pari passo gli stimoli ambientali ai quali reagire: luce, aria, rumore e via discorrendo.
Il mercato della stampa 4D varrà 60 milioni di dollari nel 2019 e 555 milioni nel 2025
Tra il 2018 e il 2019, presumibilmente, il mondo della stampa 4D sarà per il 55% costituto da applicazioni militari e per il restante 45% da utilizzi in ambito aerospaziale.
Sempre secondo il rapporto, gli USA guideranno questo mercato, in particolare le medie-grandi industrie che contribuiranno ad abbassare il costo di lavorazione che, per ovvie ragioni, nei primi anni sarà molto alto e quindi permetterà a pochi attori di fare ricerca e sviluppo.
Il principio cardine dell’evoluzione umana, la capacità di adattarsi, è stato applicato agli oggetti e ci è davvero difficile prevedere, a oggi, le possibili grandi implicazioni di una tecnologia di questo tipo.


COME FUNZIONA LA STAMPANTE 4D
Ovviamente la stampante 4D opera su un altro livello di complessità.
Mentre una “normale” stampante 3D si limita a stampare un oggetto fine a se stesso (un bicchiere resta pur sempre un bicchiere), la stampante 4D necessita invece di ulteriori informazioni.
Considerando che tutti gli oggetti si muovono in uno spazio tridimensionale, la geometria è la chiave di volta utilizzata dal team del MIT.
La stampante 4D costruisce l’oggetto tenendo conto delle coordinate geometriche immesse che vanno ad esplicitare gli angoli, la direzione, la grandezza e la forma di ogni componente.