3 Boyutlu yazıcıları unutun, 4D baskı her şeyi değiştirebilir

4d_printing.jpg__800x600_q85_crop_subject_location-520,138

MIT'den bilim insanları çevresindeki değişiklere cevap verebilen nesnelerin üretilmesini sağlayacak yeni bir yöntem buldular. Böylece su borularından spor ayakkabılara kadar herhangi bir nesne kendi başına etrafına uyum sağlayabilir.

Bugünlerde 3D baskı yepyeni araştırmalara konu olmakta. Söz konusu çalışmalar bütün bir öğünü yazıcıdan çıkartmaktan, hastaların yüzlerini tekrar şekillendirmeye kadar yayılmış durumda.

Ancak Skylar Tibbits'in hedefi farklı: 4D baskı tekniğini çok uzak olmayan bir gelecekte gerçeğe dönüştürmek.

Tasarısına verdiği isim, 4D baskı, kendisinin de kabul ettiği gibi biraz yanıltıcı. Masschusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT), Tibbits ve Stratasys ve Autodesk şirketlerinden araştırmacılar kendi 3D yazıcıların da bastıkları nesneleri tasarlamanın yollarını arıyorlar – bunlar sadece baskısı yapılabilen nesneler değil, aynı zamanda kendiliklerinden şekillerini değiştirebilen nesneler.

İsim projenin üstüne yapıştı, ve bu arada geliştirdikleri yöntem bilgisayar kodlarını katı, elle tutulabilir nesnelere çevirdi. Kendiliklerinden birleşebilen veya çevresindeki değişimlerle uyumlu olarak şekil değiştirebilen nesnelere… Bu nesneler inşaat endüstrisinden spor giyim endüstrisine kadar pek çok yerde karşımıza çıkabilir.

"Genelde bir şeyler bastıktan sonra baskılarla işimizin bittiğini düşünürüz," diyor Tibbits. "Bundan sonra onları birleştirmeye başlarız. Biz ise onların değişmelerini, zamanla şekilden şekile girmelerini istiyoruz. Bir de onların kendi kendilerini birleştirmelerini…"

MIT'de araştırmalarını yürüten Tibbits'e geçen yıl üniversitenin Kendiliğinden Kurulum Labortatuvarı'nı (Self-Assrmble Lab) kurması için fırsat verildi. Amaç araştırmacıların sensörler veya motorlar kullanmadan ne kadar akıllı nesneler yapabileceklerini görmekti.

Tibbits düşüncelerini alanında öncü olan 3D yazıcı firması Stratasys'ten tanıdıklarıyla paylaştığında ona su içindeyken yüzde yüz elli genişlemeye uğrayan bir baskı maddesinden söz ettiler. İşe yarayabilir göründü. Ama asıl sorun nesnenin sadece bir sünger gibi şişmesi değil, istenen ölçülerde bükülmesini, açılmasını sağlayan bir yöntem bulmaktı.

Tibbits'in kullanabileceğini düşündüğü şey şuydu: Geometri.

Bir 3D baskı makinesiyle isteyen kişi tasarımını bir nesneye dönültürebilirdi. Bu işlem makinenin katman katman çalışmasıyla mümkün kılınıyordu. Bir şeyi "4D yapmak" için ise nesnenin şeklinin yanı sıra hareket ısı değişimi gibi dış etkenlere göre şeklinin nasıl değişeceğini kodlayan bilgileri de baskı makinesine verilmeliydi.

Kısacası, verilen kodlar nesnenin farklı açılarda kaç kere bükülebileceğini veya eğilebileceğini belirliyor. Bir nesne ortam değişimine maruz kaldığında şekil değiştirmesi için harekete geçmesi sağlanabilir. Örneğin su boruları suyun akışına yardım etmek için genişleyebilir veya büzülebilir, tuğlalar duvara daha fazla ya da az gerilim vermek üzere programlanabilir.

Tibbits 4D baskı fikrini geçen yılki TED konuşmasında tanıttı. Konuşmasında şekil değiştirmek üzere programlanmış bir tutam nesnenin kendiliğinden bükülerek "MIT" yazmasını sağladı.

Yepyeni Şekiller

Fikir ilk bakışta güzel görünse de günlük yaşamda bunun yer edindiğini görecek miyiz?

Aslına bakarsanız, bu malzemeler günlük yaşamda yer edinmeye başladılar bile. Tibbits nanoteknoloji alanında bilim insanlarının fiziksel ve biyolojik malzemleri şekil ve özelliklerini değiştirecek şeklide programlayabildiklerini söylüyor. Örneğin DNA'yı kullanarak kendilerini oluşturan nanorobotlar…

Bunu günlük boyutlara uygulamak ise, mesela inşaat endüstrisi, Tibbits'in de itiraf ettiği gibi, daha karmaşık bir iş. Ancak Tibbits'in dediğine göre 4D programlanabilen malzemelerin inşaata nasıl etki edebileceğiyle ilgilenen en azından bir şirket var. Kendilerini oluşturan materyalleri kullanmak uç koşullara sahip ortamlarda, felaket bölgelerinde veya konvansiyonel inşaat çalışmalarının uygun olmadığı yerlerde çözüm sağlayabilir. Ortada bir potansiyel var, diyor Tibbits. Örneğin uzay koşullarına uyum sağlayabilen inşaat işlerinin yapıldığı bir gelecekten söz ediyor.

Tibbits'e göre çalıştığı laboratuvar 4D konseptini işlerine uygulayabilecek birkaç şirketle iş birliği içinde. Mobilya veya spor giyim endüstrisinde kendiliğinden dönüşüm geçiren ürünleri raflarda görebiliriz. Örneğin, kullanım tarzınıza göre şekil ve özelliğini değiştirebilen spor ayakkabısı.

"Koşmaya başladığımda," diyor, "ayakkabılar bir koşu ayakkabısına dönüşmeli. Basketbol oynadığımda ise bileklerimi daha fazla destekleyebilecek bir form almalılar. Eğer çimlerde yürüyorsam kaymamı önlemeliler ve yağmurda su geçirmez olmalılar. Burada ayakkabının basketbol oynadığınızı anlamasından bahsetmiyoruz elbette, ancak ayağınıza etkiyen kuvvetlere veya enerjilere göre tepki verebilir. Basınca, neme veya sıcaklığa bağlı olarak dönüşüm geçirebilir."

Kaynak: smithsonianmag.com

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap