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Die vierte Dimension 4D-Druck: Die additive Fertigung trainiert ihre Muskeln

Von Jürgen Schreier 7 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Prof. Dr. Kristina Shea
ETH Zürich

Mit steigender Materialkomplexität, integrierten Teilen und höherer Funktionalität bietet die additive Fertigung völlig neue Anpassungs- und Personalisierungsmöglichkeiten. Während die Industrie eruiert, wie sie den 3D-Druck in ihrem Unternehmen am besten nutzen kann, wird bereits die vierte Dimension erforscht.

Die Evolution in Richtung funktionaler 4D-Druckteile erschließt völlig neue Einsatzgebiete.(Bild: ETH Zürich)
Die Evolution in Richtung funktionaler 4D-Druckteile erschließt völlig neue Einsatzgebiete.
(Bild: ETH Zürich)

Der 4D-Druck basiert auf dem 3D-Druck, berücksichtigt jedoch nicht nur die drei räumlichen Dimensionen, sondern auch die vierte Dimension: die Zeit. 4D-gedruckte Teile werden so gestaltet und positioniert, dass sie sich mit der Zeit in ihrer Form verändern, oder sich sogar als Reaktion auf einen Umweltreiz (z. B. Temperaturschwankungen) selbst antreiben können. Das funktioniert ohne jegliche Elektronik und ohne Steuerung, unter Verzicht auf konventionelle Maschinenelemente oder gar schwere Batterien. Es ist eine neue Art des Denkens und Gestaltens. Wenn Sie glauben, dass sich die Produktentwicklung mit dem Aufkommen des 3D-Drucks verändert, werden Sie nicht umhin kommen, den 4D-Druck als eine Revolution zu betrachten.

4D-Druck ermöglicht völlig neue Funktionalitäten

Der Begriff selbst wurde ursprünglich von Skylar Tibbits in seinem TED-Talk geprägt: Er zeigte die Selbstkonfektionierung von verschiedenen 3D-Druckobjekten, die sich durch Aufquellen von Material in den Fugen von Materialsträngen zu Boxen und Logos selbst umgestalten konnten. Die „Steuerung“ der Teile erfolgte durch kreative Gestaltung des Materials und der Fugen –, um später die Reaktion auf einen bestimmten Umweltimpuls (hier die Wasseraufnahme) hervorzurufen.

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