CONOCE LA IMPRESIÓN 4D (EN CUATRO DIMENSIONES) SU CONCEPTO Y SUS APLICACIONES. PARTE 2
En esta entrada continuamos conociendo más sobre la nueva tecnología que es la impresión 4D o la impresión de cuarta dimensión, que también es conocida como bioimpresión o sistema de transformación de forma, consiste en transformar la naturaleza de un objeto que ha sido manufacturado bajo la impresión tridimensional.
El concepto de la impresión 4D nació gracias al arquitecto y académico Skylar Tibbits, quien en una reunión con miembros de Stratassys, les preguntó por qué los objetos que resultan de impresión 3D no pueden doblarse. De esta manera el Laboratorio de Autoensamblaje del Massachusetts Institute of Technology, fundado por el propio Tibbits, se ha convertido en el centro pionero en esta tecnología y cuyos estudios son fundamentales para su desarrollo.
Por lo que en esta entrada conoceremos las diferencias que tiene con la impresión 3D y cuales son los campos en donde la impresión 4D puede convertirse en un gran aporte para la industria. Así que continuemos conociendo más de ella:
LA IMPRESIÓN 4D
Vamos a refrescar el concepto de esta tecnología. Según Bastien E. Rapp del laboratorio de procesos NeptunLab, “la impresión 4D es la forma funcional de la impresión 3D. En lugar de imprimir solo estructuras físicas, ahora podemos imprimir funciones. Es como incorporar un fragmento de código en un material: una vez activado, logra hacer lo que has programado”.
Por ello, los materiales que se usan en esta novel tecnología son conocidos como smart materials o materiales inteligentes, ya que los mismos deben ser programados para que puedan alterar su forma o alguna propiedad gracias a la reacción que tenga a algún estimulo.
DIFERENCIAS ENTRE LA IMPRESIÓN 3D Y LA IMPRESIÓN 4D
Ambas tecnologías están íntimamente relacionadas, por cuanto la impresión 4D se encarga de darle una nueva dimensión o propiedades al objeto que ha resultado de la impresión 3D. Además, ambas usan, básicamente, los mismos equipos (aunque ya se está trabajando en impresoras 4D, de lo cual nos referiremos más adelante). Sin embargo, hay que tener en cuenta las siguientes diferencias que ambas tienen:
La impresión 4D es una tecnología que mezcla impresión 3D + materiales inteligentes + un diseño preparado para transformarse a sí mismo. La transformación se lleva a cabo cuando el diseño entra en contacto con el agua, la temperatura o cualquier material que genere un cambio en el material.
Esta cualidad del objeto resultado de la impresión 4D, es decir, la autotransformación produce grandes ventajas, una de ellas es el tamaño. En la impresión 3D el tamaño del objeto resultando depende del tamaño de la impresora, mientras que en la impresión 4D, gracias a su facultad de autotransformación, puede expandir su tamaño debido a la reacción que el material inteligente tenga al éstimulador con el cual entre en contacto.
Por lo que debemos considerar a la tecnología de la impresión 4D como la evolución de la impresión 3D y así lograr objetos que sean capaz de varias funciones desde doblarse, expandirse y hasta autodestruirse.
ÁMBITO DE APLICACIÓN DE LA IMPRESIÓN 4D
Aunque la impresión 4D tenga menos de una década y por ello aún se encuentra en una fase investigativa en la cual se está estudiando el potencial que ella nos puede dar, ya está comenzando a despertar interés. Según el Reporte Gartner de 2019, se espera que para el año 2023, las startups que se centran en el desarrollo de esta tecnología atraigan 300 millones de dólares de los inversionistas. De hecho, en 2019 el mercado de la impresión 4D generó 64,5 millones de dólares.
En este punto, es interesante destacar que el mencionado reporte indica que pare ese mismo 2023, el 25% de los dispositivos médicos en el mercado de los países desarrollados serán manufacturados usando la impresión 3D.
Se dice que Estados Unidos y Chinas son los países lideres en el estudio y la aplicación de la impresión 4D. En este sentido, el ejercito de Estados Unidos ha comenzado un programa en tres universidades para el desarrollo de esta tecnología en las áreas de la seguridad y defensa. Un ejemplo de ello: la creación de uniformes para soldados que pueda cambiar de forma al entrar en contacto con un objeto afilado.
Pero a pesar de que aún pueda parecer algo de ciencia ficción y a que aún se encuentra en su fase de desarrollo, los estudiosos de esta tecnología ya están trabajando para que ella sea parte nuestras tareas del día a día, debido a que la capacidad de autotransformación de estos objetos hace que se adapten a los cambios que experimentamos día a día.
La impresión 4D también tiene mucho potencial en el área espacial ya que justamente estas propiedad transformativa que tiene el objeto realizado bajo esta tecnología hace que pueda adaptarse a las condiciones en el espacio, o en otros planetas.
El campo de la medicina, una de las primeras que abrazó a la impresión tridimensional y se encamina a hacer lo mismo con la impresión 4D, debido a que puede crearse pequeños artefactos que pueden ser insertados en el cuerpo humano y que gracias a sus cualidades transformativas y regeneradoras pueden realizar tareas dentro del cuerpo.
En este punto de la medicina es preciso referirnos un poco a la bioimpresión, que consiste en la impresión de materiales biológicos tales como células, moléculas e inclusive órganos. Su finalidad es que que existan órganos disponibles para hacer frente a a cantidad de donaciones que se requiere y que desafortunadamente las cantidades de donaciones no cubren. En este sentido, la impresión 4D le da mayores beneficios a la bioimpresión ya que el órgano tiene propiedades transformativas tanto biológicas como físicas.
Inclusive en la industria del vestuario la impresión 4D puede tener gran aplicabilidad ya que las telas o la forma de la prenda de vestir puede transformarse de acuerdo a los cambios climáticos o del propio cuerpo. Por su parte, en la industria de los muebles también puede resultar útil porque un sofa o silla podría transformarse por sí mismo de acuerdo al factor externo que lo estimule. También la industria de la aviación puede verse beneficiada por esta tecnología, debido a que las piezas que componen el avión puede adaptarse a la altura que alcance.
Sin duda la capacidad autotransformadora y de autoensamblaje que tiene un objeto hecho bajo esta técnica, hace que exista todo un abanico de posibilidades gracias a ella porque resulta muy versátil.
LAS IMPRESORAS 4D
En la actualidad, para lograr los efectos de la impresión 4D se usan las impresoras 3D. Sin embargo, empresas del área como Stratassys se encuentran desarrollando activamente esta tecnología, por lo que sin duda será solo cuestión de tiempo para que existan, pero ya cuentan cons sus propios dispositivos de impresión de cuarta dimensión.
LOGROS DE LA IMPRESIÓN 4D
A pesar de ser una tecnología en pleno desarrollo, gracias a los trabajos e investigaciones del Laboratorio de Autensamblaje del MIT y más institutos que se han unido al desarrollo y fomento de tecnología, tales como la Universidad de Harvard a través del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, el cual se ha dedicado a desarrollar una tinta de hidrogel que cambia de forma al entrar en contacto con el agua.
Ahora bien, entre las creaciones que ya han sido elaboradas con esta tecnología se encuentran una válvula de agua, la cual fue ingenio de un equipo de investigadores de la Universidad Wollongong, en Australia. Dicha válvula se cierra cuando entra en contacto con el agua y abre con temperaturas altas gracias a un hidrogel que reacciona al calor.
Por su parte, el equipo de investigación de la Universidad Tecnológica y Diseño de Singapur desarrolló un método en el cual usando cinco materiales inteligentes y con el uso de una impresora 3D comercial, pudieron crear una estrella que puede transformarse en un domo y una flor que puede cerrarse, todo esto al entrar en contacto con el agua.
En el campo de la medicina, los doctores de la facultad de medicina de la Universidad de Michigan crearon unos respiradores para recién nacidos adaptados a sus tamaños y que va creciendo a medida que el infante va creciendo.
Sin duda la revolución de las impresiones como medios de manufacturas está comenzando. La impresión 3D está consolidándose en muchas industrias por su simplificación, rapidez y ahorro de materiales. Y ya el futuro está haciéndose presente con la impresión 4D, lo cual le agrega una nueva dimensión al objeto 3D ya que le permite moverse, transformarse, doblarse, expandirse, reducirse y hasta autodestruirse. Un mundo de posibilidades se abre con la impresión 4D, quizás hasta tengamos casas que se autoconstruyan.
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