مطمئنا تاکنون مقالاتی پیرامون فناوری پرینت سه بعدی را در وب‌سایت ما و سایر رسانه‌های مرتبط با تکنولوژی مطالعه کرده‌اید. از این روش جهت پرینت گرفتن از اشیاء با موادی نظیر پلاستیک، بتون و حتی استیل استفاده می‌شود؛ اما آیا می‌دانستید این فناوری از دهه 1970 میلادی در دسترس بود؟ حالا نوبت فناوری پرینت چهار بعدی رسیده است.
برای برخی کاربران، قدمت طولانی و چندین و چند ساله فناوری پرینت سه بعدی عجیب است و تکامل آن به تکنولوژی پرینت چهار بعدی عجیب‌تر! اما همه این‌ها حقیقت دارند. پس پرینت چهار بعدی چیست؟ چه تفاوتی با فناوری پرینت سه بعدی دارد؟ در ادامه مقاله به این سوالات پاسخ می‌دهیم.
پرینت چهار بعدی چیست؟
اگر کمی موشکافانه به این فناوری جدید نگاه کنید، متوجه شباهت ذاتی آن با پرینت سه بعدی خواهید شد؛ هنوز هم از مواد افزونی خاص جهت تولید اشیاء چند بعدی با ماشین‌های پرینت قدرتمند استفاده می‌شود.
تفاوت اصلی بین پرینت چهار بعدی و سه بعدی، دگرگونی اشیاء پرینت گرفته شده در طول زمان است.
در فناوری پرینت چهار بعدی از موادی بهره گرفته می‌شود که در نهایت تغییر می‌کنند – گاهی اوقات در پاسخ به محرک‌های انسانی و مواد جانبی و گاهی بدون هیچ عامل جانبی.
با به کارگیری تکنولوژی‌های متعدد نظیر آلیاژ حافظه‌دار (Shape Memory Alloy)، محصول تولیدی می‌تواند در آینده به کلی تغییر شکل دهد. به‌عنوان‌مثال محصولی که با فناوری آلیاژ حافظه‌دار تولید می‌شود، با تغییر دما تغییر شکل خواهد داد.
ممکن است فناوری پرینت چهار بعدی در نگاه اول آن‌چنان جالب نباشد و یا کاربردهای کنونی آن محدود باشند، اما مطمئنا آینده درخشانی را پیش روی خود می‌بیند.
پرینت چهار بعدی چه کاربرد‌هایی خواهد داشت؟
از این فناوری می‌توان در تولید اشیاء پاسخگو و فعال استفاده کرد؛ یعنی همچون طراحی وب واکنشی (Responsive Web Design) مطابق با محیط تغییر شکل داده و منطق شود. به‌عنوان‌مثال، لوله‌های آب و گازی را در نظر بگیرید که می‌توانند جهت گردش آب یا هوا تغییر شکل دهند. چنین لوله‌هایی را می‌توان به کمک فناوری پرینت چهار بعدی طراحی کرد. البته انتخاب ماده سازنده مناسب برای چنین محصولی نیز فاکتور بسیار مهمی به شمار می‌رود.
اسکایلر تیبیتز – خالق طرح مفهومی پرینت چهار بعدی – سعی کرده است با تشریح یک جفت کفش ورزشی پرینت گرفته شده، این فناوری را برایمان تفهیم کند:
هنگامی که بسکتبال بازی می‌کنم، کفش‌هایم جوری تغییر شکل می‌دهند تا قوزک پا را پشتیبانی کنند. هنگام قدم گذاشتن بر روی چمن باید میخ‌دار شده و اگر باران می‌بارد ضد آب و رطوبت شوند. البته این بدان معنا نیست که کفش‌های ورزشی بتوانند بسکتبال بازی کردن من را درک کنند، اما میزان فشار ورودی از پا و انرژی مصرفی را شناسایی و ارزیابی خواهند کرد. به‌عنوان‌مثال تغییر شکل و حالت بر اساس فشار صورت می‌گیرد. یا رطوبت، دما و … – اسکایلر تیبیتز
همان‌طور که دیدید، اسکایلر به طراحی و ساخت اشیائی که مطابق با نیاز ما انطباق‌پذیری داشته باشند، توجه دارد. بدین ترتیب در پرینت چهار بعدی چنین کفش‌های ورزشی باید از مواد خاص و واکنشی بهره گرفت.
کاربرد دیگر تکنولوژی پرینت چهار بعدی مربوط به تولید اشیا بزرگ‌تر نظیر پناهگاه و چادر قابل حمل است. چنین محصولاتی باید علاوه بر قابل حمل بودن، مطابق با نیاز فرد فشرده یا گسترده شوند. حتی اخیرا ارتش ایالات متحده بودجه نسبتا زیادی را به دانشگاه‌های هاروارد، پیتزبرگ و ایلینوی اختصاص داده است تا در زمینه طراحی اشیاء خود مونتاژ (Self-assembling) پژوهش‌های خود را ادامه دهند.
اشیاء پرینت گرفته شده توسط فناوری پرینت چهار بعدی ، با قرار گرفتن در معرض تغییرات فشاری، دمایی، رطوبت، سطح، نیرو و… تغییر شکل می‌دهند. البته چنین چیزی تنها در گرو استفاده از مواد واکنشی به تغییرات مذکور است.
به همین دلیل است که فناوری پرینت چهار بعدی هنوز در مراحل نخست خود قرار دارد و نمی‌توان آن را یک تکنولوژی کامل و آماده به کار در نظر گرفت. البته اشیاء زیادی به کمک این فناوری تولید شده‌اند، اما هنوز تا طراحی و ایجاد اشیاء خود مونتاژ در پرینت چهار بعدی زمان زیادی باقی مانده است.
آیا پرینت چهار بعدی در آینده به مسیر اصلی هدایت می‌شود؟
هنوز نمی‌توان گفت چه مدت تا رسیدن فناوری پرینت چهار بعدی و ماشین‌های مربوط به آن به خانه مصرف‌کنندگان باقی مانده است؛ تکنولوژی پرینت سه بعدی نیز چنین شرایطی را در سال‌های گذشته تجربه کرد. در حال حاضر یکی از دغدغه‌های اصلی پژوهشگران، مواد مورد نیاز جهت پرینت اشیاء به شمار می‌رود.
در حال حاضر اشیاء هوشمندی که در پروسه پرینت چهار بعدی تولید می‌شوند متشکل از بخش‌های چند ماده‌ای و پیچیده هستند و چنین چیزی برای مصرف‌کنندگان در خانه – در شرایط فعلی – امکان‌پذیر نیست.
یکی از دانشمندان حوزه مواد در دانشگاه هاروارد به‌خوبی این مسئله را توضیح می‌دهد:
طبق تحقیقات تیم فعال دانشگاه، پرینت چهار بعدی اشیاء به استفاده هم‌زمان از چند ماده اولیه وابسته است؛ به‌عنوان‌مثال یک ماده با ثبات و چند ماده واکنشی و انعطاف پذیر نظیر لولا – جنیفر لوییز، دانشگاه هاروارد
بنابراین در حال حاضر استفاده از مواد اولیه چندگانه توسط مصرف‌کنندگان خانگی وجود ندارد. در حال حاضر باید منتظر روند تحقیقاتی تیم‌های پژوهشگر در فناوری پرینت چهار بعدی باشیم.
آینده فناوری پرینتر چهار بعدی در هاله‌ای از ابهام
بدون شک این فناوری در نگاه اول بسیار جالب و منحصر به فرد است؛ اما آیا مصرف‌کنندگان واقعا به چنین چیزی نیاز دارند و دسترسی به این تکنولوژی برای آن‌ها مقدور می‌شود؟
امکان پاسخ به این سوالات در بازه زمانی کنونی وجود ندارد، اما اگر همه چیز طبق روال عادی پیش رود، پس پاسخ ما مثبت خواهد بود. به‌محض این‌که فناوری پرینت چهار بعدی به مراحل نهایی خود نزدیک شود، دنیای اطراف ما و نحوه طراحی و تولید گجت‌ها کاملا تغییر خواهد کرد.
همه متخصصان بخش پزشکی، مهندسی و طراحی به مزیت‌های فناوری پرینت سه بعدی ایمان دارند و از آن در جنبه‌های مختلف زندگی روزانه خود بهره می‌برند. حال نظر شما پیرامون فناوری پرینت چهار بعدی چیست؟ آیا کاربردهای آن، متخصصان بخش‌های مختلف را به خرید ماشین‌های مربوط به این فناوری متقاعد می‌کند؟ یا شاید این تکنولوژی آن‌قدر گران‌قیمت شود که همه مصرف‌کنندگان خانگی قید آن را بزنند. نظرات خود را با ما در میان بگذارید.