4D-geprinte structuren die zich aanpassen aan de omgeving

Ja, je leest het goed, het is geen typefout. Er staat echt 4D-printing bovenaan dit artikel. De trouwe lezers van dit blog weten inmiddels al af van het bestaan van deze technologie, maar voor degenen die er nog nooit van gehoord hebben, is hier een linkje naar een artikel over 4D-printing en hier een linkje naar een artikel over een 4D-geprinte jurk.

Het bedrijf achter die 4D-geprinte jurk, Nervous System (samen met Shapeways) is nu bezig met andere 4D-geprinte projecten. In het bijzonder kijkt Nervous System naar de mogelijkheden van deze technologie voor zich aanpassende structuren op grote schaal.

Haal je een bloem voor de geest. Je weet hoe een bloem bloeit. Elke bloemsoort begint in de vorm van een knop vol bloemblaadjes. Terwijl de bloem begint te bloeien, verandert de vorm van de blaadjes en opent de knop zich. De cellen beginnen te groeien binnenin elk bloemblaadje. Wat elke bloem zijn unieke vorm geeft, is dat de cellen aan de rand van het bloemblad in verschillende mate groeien van die in het midden van datzelfde blad.

De ontwerpers bij Nervous System hebben goed naar bloemen gekeken en dachten bij zichzelf dat het mogelijk zou moeten zijn om hetzelfde concept van de bloeiende bloem gebruikt zou moeten kunnen worden om een 4D-geprint materiaal op een veel grotere schaal te kunnen fabriceren. Ze denken aan een toekomst waar een platte structuur, bijna zoals een tapijt, buiten gelegd kan worden in een gebied waar mensen samen komen, zoals een park of een concertlocatie. Deze platte structuur kan geprint worden met meerdere materialen gecombineerd, elk met verschillende eigenschappen.

Zo kan iets gemaakt worden (zij noemen het de Anthesis Pavilion) dat geprint is met een materiaal dat snel groeit als het in aanraking komt met water. Tegelijkertijd zou de binnenkant van de tapijtachtige structuur geprint kunnen zijn van een materiaal dat veel minder snel groeit door water. Als de zon schijnt, blijft de structuur plat, zodat mensen erover heen kunnen lopen zoals bij een parkeerterrein of tapijt. Als het begint te regenen, gaan de verschillende gebieden van de structuur in verschillende tempo’s en mates groeien zodat het verandert in een paviljoen waar de mensen kunnen schuilen. Als het ophoudt met regenen, droogt de structuur langzaam op en verandert stap voor stap in zijn platte vorm.

Afhankelijk van waar de verschillende materialen geprint worden in de structuur en hoe deze materialen zich aanpassen aan verschillende omgevingselementen kunnen er allerlei soorten applicaties worden gerealiseerd. Wie weet leven we binnenkort in een wereld vol objecten die relatief betaalbaar geprint zijn en die zich aanpassen aan onze behoeftes.