Stampa 4D, cos’è e come funziona

Cos’è la Stampa 4D e come funziona? La stampa 3D permette di creare oggetti in plastica o metallo partendo da un semplice disegno tecnico: ora questa recente invenzione si evolve ancora di più con l’arrivo della stampa 4D. La tecnica della stampa a quattro dimensioni è il procedimento con cui un oggetto realizzato tramite stampante 3D diventa un’altra struttura successivamente, sotto l’influenza di energia esterna come temperatura, luce o differenti stimoli ambientali. Le applicazioni sono numerose, persino nel campo della salute con speciali prodotti fabbricati per essere d’aiuto al corpo umano.

Che cos’è la stampa 4D

La dimensione extra contenuta nel concetto di stampa 4D è quella del tempo. Un oggetto generato tramite questa innovazione è capace di modificare la sua forma in un secondo momento, consentendo utilizzi diversi e adattabili alle necessità. La preparazione è come quella in 3D, ma la differenza è che la nuova tecnologia utilizza materiali avanzati che eseguono una funzionalità diversa aggiungendo acqua calda, luce o calore. I cosiddetti componenti intelligenti usati finora, ad esempio della startup francese Sculpteo e negli esperimenti del MIT, sono stati idrogel o polimeri a memoria di forma che grazie alle loro proprietà termomeccaniche si adeguano ai fattori esterni. Un vantaggio notevole è che gli oggetti più grandi delle stampanti possono essere ora stampati in una misura più piccola, che andrà ad allargarsi nella sua forma secondaria.

Stampa 4D a cosa serve

Un esempio di opportunità portata dalla scoperta potrebbe essere la produzione di un legamento del ginocchio che cambia posizione o dimensione a seguito di un’alterazione della temperatura corporea o di un aumento del peso sui muscoli. Oppure un sostegno alla trachea, con un sigillo che risponde a una certa quantità di pressione o di acqua per aiutare i pazienti con difficoltà. Altre potenziali applicazioni includono componenti per l’ingegneria e la produzione aerospaziale: prototipi di tubi di un sistema idraulico che cambiano il loro diametro in risposta alla portata e alla richiesta di acqua sono stati creati in laboratorio. Per non parlare delle invenzioni più semplici: la stampa 4D potrebbe consentire di stampare una tavola piatta che diventa su una sedia aggiungendo acqua o luce oppure delle scarpe che si allargano quando si comincia a correre.

Polimeri speciali elastici

I polimeri a memoria di forma usati nella stampa 4D sono un tipo di materiale che subisce una deformazione elastica in risposta a stimoli ambientali. In altre parole, hanno la capacità di cambiare forma quando su di essi viene rivolta un’energia esterna, come calore, luce, elettricità, umidità oppure vengono messi in un ambiente specifico. Fino ad ora, i polimeri a memoria di forma sono stati utilizzati solo a livello sperimentale; ciò significa che non è noto come si comportino le parti stampate in 4D a lungo termine. Gli scienziati impiegheranno del tempo per rendere questa procedura disponibile all’uso commerciale. Ma la novità fa già parlare di sé negli ambienti tecnologici ed è probabile che i polimeri a memoria di forma saranno rivoluzionari per diversi settori, dall’ingegneria alla salute. In quest’ultimo campo, l’arrivo della stampa 4D e dei materiali che cambiano forma promette benefici nell’odontoiatria e per le protesi, andando a migliorare ulteriormente i dispositivi 3D già utilizzati. Il loro utilizzo, insieme alle altre novità della stampa 4D, potrebbe rendere più diffuse le stampanti 3D e dare un ulteriore slancio a questo settore futuristico.