بعد الطابعة الثلاثية الأبعاد: كل ما تريدون معرفته عن تقنية الطباعة رباعية الأبعاد 4D Printing

تفاجئنا التكنولوجيا يوماً بعد يوم بتطورها الدائم والإبتكارات الغريبة التي تكشف عنها، والتي يسهم بعضها الى حد كبير في جعل حياتنا أفضل وأكثر ذكاءً.

وقد برزت خلال السنوات القليلة السابقة تقنية الطباعة الثلاثية الأبعاد والتي شكلت ثورة حقيقية في عالم الصناعة والإبتكار، ورغم أنها لا تزال في طور التطور والنمو إلا أن تطويرها لم يلبِّ جميع الإحتياجات المطلوبة وعجزت عن القيام ببعض المهمات المتوقعة منها، الأمر الذي دفع الباحثين الى تطوير تقنية ثورية أخرى وهي تقنية الطباعة رباعية الأبعاد 4D printing .

ماهي الطباعة رباعية الأبعاد؟

الطباعة رباعية الأبعاد تشبه في مضمونها الطباعة ثلاثية الأبعاد ولكنها تتفوق كثيراً في الوظائف التي تقوم بها، لقد استفادت هذه التقنية من التطور الهائل الذي وصلت إليه الطباعة ثلاثية الأبعاد وأضافت عليه بعداً آخر. ففي الطباعة الثلاثية الأبعاد يمكن إنتاج أشكال وأشياء ثابتة البنية، أما في الطباعة رباعية الأبعاد فيمكن إنتاج أشياء وأشكال تغير بنيتها مع مرور الزمن .

وتعتمد الطباعة رباعية الأبعاد على مبدأ الضغط وهو عبارة عن نظام يمكّن الهيكل الخفيف أو القوي من التغيّر عند تعرضه لطاقة خارجية مما يسمح بتغيير شكل المجسم المطبوع بالاستناد إلى التوازن بين أجزائه، يضاف الى ذلك أن الهياكل المطبوعة والتي تعتمد على مبدأ الضغط تكون دائماً خفيفة الوزن إلا أنها قوية جداً ومتماسكة.

وتعتمد الطباعة رباعية الأبعاد في عملها على مبدأين رئيسيين وهما المحفزات والتحوّل، فالمحفزات تعتبر العامل الأهم في عمل الطباعة رباعية الأبعاد وتشمل المحفزات الضوء والمياه والحرارة والكهرباء وبالطبع هناك محفزات أخرى وبدون هذه المحفزات لا يمكن أن تحدث عملية التحول التي تعمل على إفراد الهياكل الثلاثية الأبعاد إلى ثنائية الأبعاد.

إستخدامات الطباعة رباعية الأبعاد

للطباعة رباعية الأبعاد إستخدامات كثيرة ولا يمكن حصر جميع إستخداماتها إليكم أهمها:

- تصنيع منتجات منزلية يمكن أن تتكيف مع درجة الحرارة أو الرطوبة لتحسين أداء هذه المنتجات وبالتالي تحسين سبل الراحة ومثال على ذلك المنتجات الخاصة بالأطفال والملابس وغيرها.

- مجال الرعاية الصحية حيث يعمل الباحثون على تطوير مكونات حيوية يمكن زرعها في جسم الإنسان.

- المساعدة في إجراء العمليات الجراحية من دون تدخل الطبيب مثل أنابيب القلب التي تم تصميمها بهذه التقنية.

- بناء المنازل الصديقة للبيئة التي تغيّر درجة حرارتها حسب حالة المناخ فضلاً عن توفير الإضاءة الجيدة ودرجة الحرارة المناسبة.

- المساعدة في إستكشاف الفضاء الخارجي حيث ستسهل هذه التقنية تعبئة المواد المحمولة إلى الفضاء.

- تصنيع روبوتات قادرة على تغيير شكلها لأداء مهام معينة.

مستقبل الطباعة رباعية الأبعاد

رغم التطور الكبير الذي تشهده هذه التقنية، فإن الباحثين يستهدفون الكثير والكثير منها في المستقبل القريب مثل إنتاج هياكل أكثر تطوراً وتعقيداً يمكن إستخدامها داخل جسم الإنسان. وبالرغم من أنه تم إنتاج بعض هذه الأشكال، إلا أنها تفسد بعد مرور بعض الوقت، لذلك فإن الحاجة تبدو ملحة لإنتاج هياكل أخرى تتميّز بالمتانة وبأداء محسن لتعمل لوقت طويل، يُضاف الى ذلك توسيع مدى إستخدام الطباعة رباعية الأبعاد لتشمل الكثير من المجالات في حياتنا المستقبلية.