4D印刷:新しいフロンティア

デザインの基本原則は、ナノテクノロジーやバイオテクノロジーの原則を借用した大規模かつ大規模な原材料や生産方法の新しい現実を刺激することによって変わりつつあります。

新世代の3Dアディティブ印刷技術は現在、CADファイルから作成するオブジェクトを構成する少数のプラスチックや軟質金属の消耗品によって制限されていますが、4Dは大きな可能性を秘めています。

ナノバイオの世界の進歩は、時間の経過とともに形を変えるようにプログラムできるエキサイティングな新素材を使用して、大規模に適用されています。今週、オートデスクでBio / Nano / Programmable Matterグループを運営するCarlos Olguinと昨日、MITのSkylar Tibbits、StratasysのShelly Linor、Daniel Dikovskyと話をしていました。業界は形を整えており、どのように連携しているのか

4D印刷における第4の次元は、水、温度変化および/または空気に曝されたときに経時的に変化し、変化して自己集合することができる材料を指す。 4Dオブジェクトフォーマットは、設計者が材料の特性を定義し、洗練された化学校正を使用して印刷して特定の属性や機能を有効にするAPI(Application Programming Interfaces)をまもなく提供します。

DOSと初期のPCを可能にした1970年代の家庭用コンピュータの動きのように、今日の新しい「4D」フロンティア(Skylar Tibbitsは近代的な4Dコンセプトの起源である)は参加者の興味深いミックスです。ライフサイエンス分野の中心となっているオートデスクは、ユビキタスな建築設計ツールや機械設計ツールに由来するナノスケールの設計ツールを提供しており、ミクロの世界がマクロに影響を与えていることがわかりました。アカデミアは、コーデックやデザイナーが使用できる標準とAPIを使用してスペースを民主化する目的で、オートデスクなどの協力を得てこの緊急の世界を探索する最前線に立っています。

Stratasysは1989年以来ビジネスを続けており、オフィスベースのラピッドプロトタイピングやダイレクトデジタル製造ソリューションの3Dプリンタや3Dプロダクションシステムでの成熟は、この新しい動きの重要な部分です。彼らは昨年後半にObjet Geometriesと合併し、製造プロセスの中心でした。 Organovoは生物学的3Dプリンターを作ります:彼らの「バイオプロッター」は生きた細胞を使って生きた組織を形作ることができ、最終的には生きている器官を「印刷」することができ、3D設計ソフトウェアを作るためにオートデスクと協力しています。これらの企業はすべて個別に面白いですが、それらの分野の融合は真に魅力的な革新をもたらします。

オートデスクのCarlos Olguin氏によると、化学と生命科学における複数の博士号を持っていない一般人を実験するためのスペースを民主化することが目標です。 Stratasysのグローバル教育ディレクターShelly Linorは、Autodeskと他の人が設計する必要のある属性を標準化するASTM F2915 xml標準の “Additive Manufacturing”ファイル形式(.amf)を私に話しました。これらのファイルにはすでにオブジェクトの幾何学的属性が記述されていますが、これはマテリアルの整合性とブレンドを定義するために使用されています。オートデスクはすぐに「Project Cyborg」を立ち上げる予定で、今日は映画の3Dオブジェクトスキャナである123Dをダウンロードすることができます。

これらの企業とSkylar Tibbitsや他の学術グループが率いるMITの自己組立ラボとのシナジーとコラボレーションは、あらゆる種類の有望な探査分野を特定していますが、おそらく最も興味深いのは4D資料の進歩です新しい考え方を可能にします。生物学的材料で作られた自己修復ジーンズ、大気にさらされたときに自己集合する平らに包まれた真空包装された家具、および温度に応じて組み立てられ、分解される物体はすべてサイエンスフィクションのように見えるが、今日探求されている。印刷可能な人間の臓器のように、私たちは何年も前から実現していますが、目標は革新を可能にするためのものです。

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1950年代後半にポリマーとプラスチックが登場したとき、1958年1月28日に現代のレゴ玩具ブリックが特許取得されました。革新的な技術革新の爆発がありました。量産する)。しかし、比較的粗雑な化学実験で4Dオブジェクトを作成しようとする試みは、最終的にいくつかの新しいおもちゃを生み出しました。

今日、私たちは新しい世代に入っています。逆に、宇宙の自己組織化自然秩序を利用して、Skylarとして「コンピュータプログラマーではなく問題のプログラマー」になる新しい世代によって作られたオブジェクトの小規模な製造が可能になりますTibbitsはそれを置く。

これはすでに起こっています – オートデスクのInstructables、Thingiverse、defcadはますます忙しくなり、オープンソースコミュニティは3、4Dの勢いを集めています。 vox.cadクロスプラットフォームオープンソースのボクセルモデリングや解析ソフトウェア(ボクセルは3Dボリュメトリックピクセルです)などのツールは、今日MITやプリンタの会社内で広く使用されています。

材料はすべてこの中で最も重要な要素です。 Jonas Benzenのブログ記事では、ホーム3Dプリンタに関するすべての騒ぎにもかかわらず、消耗品のコストとサイズの制約により、工業規模での小規模な製造コストに対する新しい世代の疑問が生じます。今日、3Dプリンタは、ソフトモデリング材料のプロトタイピングとインダストリアルデザインに主に使用されています。

私たちの印刷コンセプトのいくつかは時代遅れのパラダイムです。実際の進歩は材料の化学的性質をもたらします。 StratasysのDaniel Dikovskeyが説明したように、それは材料プログラミングインタフェースの重要な要素である複数の材料のブレンドです。創造される材料に特性をプログラムするこのような現代の錬金術の形は、重要な新しいパラダイムです。これらの驚異的な新素材の可変性を生かした設計原理は徐々に形を整えており、今日の素材は限られていますが、活動が急速に進んでいます。 4〜5年以内に、急速に進化し、現在オープンな包括的なビジネス空間でのコラボレーションの開花の結果、プログラムや印刷が可能な高度に洗練された資料が見られるはずです。

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