Aan de buitenkant, is de VISION NEXT 100 een compacte, koperkleurige sedan met brede wielen en een onmiskenbaar slanke en sportieve persoonlijkheid. De innovatie zit hem voornamelijk aan de binnenkant. BMW’s Alive Geometry-technologie is een fysieke 3D-sculptuur die verdeeld is over het dashboard, stoelen, en andere auto-onderdelen en bestaat uit bijna 800 ‘bewegende driehoeken’ die van vorm kunnen veranderen en communiceren met de bestuurder.

Met Alive Geometry, heeft BMW een stap gezet in het zeer vooruitstrevende concept van de 4D-printing, waarbij 3D-geprinte objecten in staat zijn om een andere vorm aan te nemen of zichzelf opnieuw te assembleren in de tijd, wat leidt tot interessante toepassingen in zachte robotica of biomimetische apparaten. Het systeem integreert dus nieuwe materialen, intelligente sensoren, en interactiviteit om alle mogelijke aspecten van de rij-ervaring te verbeteren.

In de eerste plaats biedt BMW’s conceptauto twee rijstanden: In Boost Mode, behoudt de bestuurder nog steeds de volledige controle, maar wordt hij bijgestaan ​​door een scala aan interactieve tech functies die zijn ontworpen om zowel de ervaring, en de veiligheid van de bestuurder te verhogen.

Bijvoorbeeld, een augmented reality beeldscherm geprojecteerd over de gehele voorruit benadrukt optimale stuurlijnen en snelheid, en kan zelfs verborgen gevaren tonen, zoals een fietser die van achter een vrachtwagen nadert, voordat ze met het blote oog waar te nemen zijn.

In de Ease Mode, past het interieur van de auto zich fysiek aan om het comfort van de bestuurder te verbeteren. Terwijl de autonome rijsensoren in werking treden, klappen het stuurwiel en middenconsole in, waardoor de bestuurder en de passagiers meer ruimte krijgen, en ontstaat er een ontspannen, ‘lounge-achtige’ setting. Om deze flexibele fysieke ruimte mogelijk te maken, is veel van de BMW VISION NEXT 100 gemaakt van zachte, stof-achtige materialen en 4D-geprinte concepten.

De 4D-geprinte structuur van de Alive Geometry manifesteert zich ook aan de buitenkant van de auto: terwijl de wielen draaien, passen de 4D-geprinte spatborden zich soepeltjes aan om ze te allen tijde afgedekt te houden.

Naast deze innovatieve en responsieve rijprogramma’s, heeft BMW heel wat aandacht geschonken aan het gebruik van lichte en innovatieve materialen, met als doel 100% emissie-vrij zijn.

The post BMW viert 100 jaar met 4D-geprinte concept car appeared first on 3D print Magazine.

In het onderzoek wordt gewerkt met vezels die reageren op licht en met gels die reageren op temperatuur. Op termijn zouden deze gebruikt kunnen worden in soft robotica en andere 4D-geprinte aanpasbare apparaten.

Dit is de volgende stap in additive manufacturing, objecten die op commando kunnen veranderen en meer verschillende functionaliteiten bieden en opdrachten aankunnen, nadat ze geprint zijn. Die vierde dimensie is die van tijd. Daarom dus de naam 4D-printing. Omgevingsstimuli kunnen licht, warmte, trillingen of magnetische velden zijn met als doel dat objecten zichzelf assembleren, opnieuw instellen of aanpassen qua vorm.

Het hybride materiaal dat dus een combinatie is van de vezels en de gel, is sterk en veelzijdig. Als een object een andere vorm kan aannemen, is het niet langer nodig om voor elke toepassing een nieuw onderdeel te maken. Het is nu dus al gelukt om meerdere gedragingen in een object te programmeren door het gebruik van een gecombineerd materiaal.

Hiermee kunnen bijvoorbeeld robots gebouwd worden die binnen in het menselijk lichaam onderzoek doen omdat ze zich kunnen aanpassen aan de omgeving. Geen scherpe hoeken of tandwielen meer, maar een zacht, vervormbaar robotje dat geprogrammeerd kan worden.

The post Hybride 4D-geprint materiaal kan van vorm veranderen door warmte en licht appeared first on 3D print Magazine.

Die transformatie kan gestuurd worden door het gebruiken van slimme materialen die zichzelf veranderen op basis van een vooraf ingestelde serie van bewegingen die geheel te programmeren zijn.

Een groep onderzoekers aan het Georgia Institute of Technology en de Singapore University of Technology and Design hebben een nieuw 4D-proces ontworpen dat complexere zelf-vouwende structuren kan ontwikkelen dan tot op heden mogelijk was terwijl ze maar een enkele prikkel nodig hebben om te transformeren. De 4D-componenten zijn gemaakt door verschillende slimme vormgeheugen materialen te combineren die ieder op een verschillende manier reageren op warmte. De materialen worden op zo’n manier gecombineerd dat ze als ze aan één warmtebron worden blootgesteld, ze gaan bewegen op een manier die precies te voorspellen is en leiden tot een zelfmonterend 3D-object.

In onderstaande video kun je zien hoe een plat object in warm water gedoopt wordt en zichzelf transformeert in een gesloten, kubusvormige doos:

Deze technologie kan het mogelijk maken dat er producten worden gefabriceerd of 3D-geprint die helemaal plat of opgerold (in een buis) worden vervoerd. Zodra ze klaar zijn voor montage, worden ze via een bepaalde prikkel geactiveerd en gaat het platte object zichzelf in elkaar zetten via van tevoren geplande bewegingen tot het een 3D-object is geworden. Dit concept kan worden toegepast op zelfmonterende schuilplaatsen, inzetbare medische apparaten zoals gipsen manchetten of beugels, simpele robots en interactief speelgoed. Maar ook voor onderhoudsdiensten kan dit heel handig zijn en zelfs voor de lucht- en ruimtevaart voor bijvoorbeeld onbemande luchtvoertuigen.

De testobjecten die het research team ontwikkelde zijn gemaakt met slimme Shape Memory Polymers (SMP’s) die geprogrammeerd zijn op moleculair niveau om in een bepaalde vorm te bestaan totdat er een warmtebron aan te pas komt, waarna ze automatisch veranderen in een tweede vorm.

De verschillende materialen hebben andere interne klokken waardoor ze op verschillende snelheden reageren op de warmte. Hierdoor is het mogelijk dat de kubus zichzelf samentrekt zonder dat de verschillende componenten met elkaar in botsing komen.

Naast de zelfmonterende doos hebben de onderzoekers eveneens een mechanisme ontwikkeld dat begint als een platte strook en in een andere vorm verandert waarbij een van de uiteinden buigt en zichzelf door een sleutelgat propt. Dit alles biedt aanknopingspunten en mogelijkheden voor heel veel verdere ontwikkeling.

The post 3D-printing wordt 4D met zelfassemblerende materialen appeared first on 3D print Magazine.

We hebben hier reeds al een aantal keer geschreven over succesvolle experimenten met 4D-printing. Nu echter, komt er vanuit Australië een wel heel interessante toepassing die ook erg praktisch lijkt. De onderzoekers van de Universiteit van Wollongong in Australië werken aan een 4D-geprinte klep die automatisch opent en sluit bij blootstelling aan water of hoge temperaturen.

4D-printing is een naam die misschien een vleugje misleidend lijkt, want waar zit hem die vierde dimensie dan precies in? In tijd, zo zeggen ze in Wollongong. Het gaat hier dus om 3D-geprinte materialen die na het printproces kunnen morphen in nieuwe structuren of vormen (postproductie) zoals materialen worden beïnvloed door de toevoeging van externe stimuli zoals water of warmte.

Het team van het ARC Centre of Excellence voor Electromaterials Science zegt dat deze nieuwe materialen zijn in staat om zichzelf te transformeren van de ene vorm in de andere, en ze zien toepassingen voor hen in de medische zachte robotica.

Deze techniek- en materialencombinatie werd toegepast om een ​​klep te fabriceren die reageert op de temperatuur van water eromheen.

“Het coole van dit ding is, dat het een werkend, functionerend apparaat is dat je gewoon in een keer uit de printer haalt,” zegt ACES Professor Marc in het Panhuis. “Er is geen andere montage nodig.”

De klep, een 3D-geprint object, omvat de actuatoren, die uitsluitend geactiveerd worden door het inbrengen van water.

De “slimme klep” wordt gecreëerd door het 4D-printen van hydrogels die zowel mechanisch robuust als het thermische bedieningsmechanisme zijn. De ‘4D’ wordt gemaakt door het printen van de “dynamische” hydrogel-inkt naast andere statische materialen die gebruikt worden om het apparaat te fabriceren.

“Het is een autonome afsluiter”, zegt In het Panhuis. “Er is geen invoer nodig, anders dan water; het sluit zich wanneer het warm water detecteert.”

4D-printing en dus met name het principe van objecten die zich aanpassen aan en reageren op de omgeving kent in potentie eindeloos veel toepassingen. Het onderzoeksteam van In het Panhuis is nog maar net begonnen, maar richt zich enthousiast op allerlei nieuwe applicaties.

The post 4D-geprinte klep opent en sluit via watertemperatuur appeared first on 3D print Magazine.

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.

The post 4D-geprinte structuren die zich aanpassen aan de omgeving appeared first on 3D print Magazine.

3D-geprinte kleding is tot nu toe vooral oncomfortabel, onhandig en niet echt aantrekkelijk. In de toekomst zal dat allemaal veranderen met het verbeteren van de printtechnologie, materialen, computer algoritmes en design software. De jurk in dit artikel is alvast een aardige stap in de goede richting.

Door een 4D-printing systeem (genaamd Kinematics) te gebruiken, werkte Nervous System met Shapeways aan een uniek object. Kinematics gebruikt vouwbare, scharnierende en onderling verbonden modules die beweging mogelijk maken binnen het object. Dit wordt 4D-printing genoemd omdat objecten geprint worden in de ene vorm en vervolgens een andere vorm aannemen om zich aan te passen aan bepaalde situaties of omgevingsstimuli.

Anders dan andere 3D-geprinte kledingsstukken, is deze jurk op maat gemaakt en volledig draagbaar. Hij is gemaakt van duizenden deeltjes die via scharnierende gewrichten aan elkaar zitten waardoor de jurk vloeiend meebeweegt en -vouwt conform de bewegingen van het lichaam van de drager. De jurk hoefde niet in elkaar gezet te worden en was direct uit de printer al draagbaar.

De jurk werd opgevouwen geprint, zodat hij paste in de printer. Na het printen moest alleen het overtollige nylonpoeder er afgeblazen worden en vervolgens transformeerde de (op een) opgevouwen pop (lijkende) jurk in een vlinder.

Er zijn in totaal 2.279 unieke driehoekige onderdeeltjes aan elkaar verbonden door 3.316 individuele scharniertjes. De afzonderlijke onderdelen van het geprinte nylon die samen de jurk vormen, voelen hard aan, en ook nogal inflexibel, maar door de manier waarop ze met elkaar verbonden zijn, krijg je een eindproduct dat vloeiend beweegt. Het Museum of Modern Art in New York City was er als de kippen bij om deze jurk op de kop te tikken, de Shopaholics!

Hoewel we het een schitterend project en product vinden, wachten wij nog even tot er een jurk komt van zachtere materialen.

The post Een jurk die in één keer gemaakt is via 4D-printing appeared first on 3D print Magazine.

Onlangs verscheen een lijst van Citi met meest ontwrichtende (disruptive) innovaties die de wereld gaan veranderen. Bovenaan die lijst staat 4D-printen. Uiteraard krijgt 3D-printen op dit moment heel veel aandacht, maar veel mensen hebben nog nooit van 4D-printen gehoord.

Dit concept is bedacht door Skylar Tibbits, een onderzoeker in MIT’s architectuur afdeling in samenwerking met enkele bedrijven. 4D-printing gebruikt ‘slimme’ materialen van een 3D-printer die zichzelf in elkaar zetten. Dus in plaats van alleen maar een stuk gevormd plastic uitprinten, maak je juist vormen die een vaste 3D-printer niet zou kunnen maken. In potentie heeft deze technologie zeer veel gebruiksmogelijkheden, van architectuur in extreme omstandigheden tot adaptieve infrastructuren, zoals pijpen die uitzetten en krimpen afhankelijk van het watervolume.

Ook zijn er mogelijkheden in de geneeskunde: implantaten die in een pakketvorm kunnen worden ingebracht en zodra ze hun bestemming bereiken, nemen ze hun uiteindelijke vorm aan.

Hieronder zie je een aantal GIF-jes die zeer de moeite van het bekijken waard zijn. De eerste twee betreffen speciale materialen die, wanneer ze onder water gehouden worden, veranderen in iets anders.

Deze heet het zelf-vouw-blad:

Tot slot; een lange streng die plooit in het water:

Bron: Herald Sun

The post 4D-printing bovenaan lijst met ontwrichtende innovaties appeared first on 3D print Magazine.