Martin Kysilka, 16. ZÁŘÍ 2018

Co to je: Tým výzkumníků z University of Hongkong (CityU) jako první na světě úspěšně vyvinul metodu 4D tisku z keramických materiálů.

Termín 4D tisk odkazuje na výrobu objektů, které umí měnit svůj tvar. Tento název se může zdát poněkud zavádějící – objekty jsou sice vytisknuté v 3D tiskárnách ale tak, že za působení jistých externích vlivů se jejich tvar změní. 

3D tiskárny se staly bežným vybavením v mnoha domácnostech a pomalu se stávají mainstreamem. Mnozí vyzkumníci se proto již zaměřují na 4D tisk. 4D tisk produkuje skladatelné a tvarovatelné objekty. Například plochý objekt, který se dá složit do trojrozměrného tvaru. V některých již existujících případech jsou spouštečem deformace změny v okolním prostředí například teplota, čas či vlhkost. Doposud se 4D předměty tiskly především z tvrdého polymeru pro statické části a z elastického polymeru pro pohyblivé části. 

Tisk keremiky byl vždy velmi problematický a to především kvůli vysoké teplotě tání. Čínští vědci proto vyvinuli speciální „keramický inkoust“ – mix polymeru a keramických nanočástic.

Předměty vytisknuté z tohoto materiálu jsou měkké a lze je roztáhnout až na trojnásobek své původní délky. Vlastnosti materiálu lze ovlivnit experimentováním s teplotou. Například pro hustší konzistenci materiálu byste nastavili vyšší teplotu.

Dopad: Hongkongským vědcům se podařilo vyřešit jednu z nějvětších výzev 3D – 4D – tisku poslední doby. Čtvrtá dimenze přinese do výroby a inženýrství zcela nové postupy. Aby se však 4D součástky uplatnily i v těžkém průmyslu, je potřeba, aby byly z tvrdších a odolnějších materiálů. 

4D keramické části by mohly najít velké uplatnění jak na Zemi – například pro výrobu nových leteckých strojů – tak i ve vesmíru pro vývoj flexibilních částí kosmických lodí.