Az MIT-s Skylar Tibbits évek óta foglalkozik 4D nyomtatással, maguktól összeálló – önszerveződő – anyagokkal. Az izraeli Bar-Ilan Egyetem Nanotechnológia és Fejlett Anyagok Intézetében is hasonló kutatásokat végeznek, és a napokban jelentették be, hogy a Számítógépes Geometriai Algoritmuskönyvtár (CGAL) egyik algoritmusával 18 tetraéderforma hengerré állt össze.
A téglaformák magas frekvenciájú rezgések hatására egyesültek nagyobb 3D tárgyakká. Ha a jelenséget sikerül az ipari gyakorlatba átültetni, drasztikusan megváltozhat a fogyasztói termékek összeszerelése.
A formák egymás irányába való mozgását beágyazott mágnesek biztosítják, az önszerveződési szabályokat pedig a rájuk nyomtatott topográfiai elemekbe kódolták. A téglákat ezután egy tartályfélében keverték össze, megmozgatták őket, és hiba nélkül álltak össze tárgyakká.
Természetes önszerveződő folyamatokat többek között építészek, mérnökök és biológusok egyaránt tanulmányoznak. A mintát eleve az élővilág, fehérjék, vírusok, élő sejtek és többsejtű organizmusok adják. Jelen algoritmus fejlesztőit például a DNS molekuláris önszerveződése ihlette meg. A kutatások biomimikri-alapú, matematikai szerkezetekre és mintázatokra épülő 3DP terveket eredményeznek.
„A rendszerünk által inspirált tervek az önszerveződés makroszinten is sikeres megvalósulását eredményezhetik, futószalag nélkül teszik lehetővé a gyors és igény szerinti gyártást” – olvashatjuk a Bar-Ilan Egyetem kutatóinak tanulmányában.
Két forma ugyan nem egész egy perc alatt áll össze, 18 részes tárgynál viszont már két órára volt szükség.
Az erős rezgésnek kitett komponensek mindaddig egymásnak ütköznek, amíg a pontos kombinációban eggyé nem formálódnak. Egyelőre nem lehet tudni, hogy mi történne, történne-e kár, ha a kísérletet a téglánál gyengébb, ütközést és rezgést kevésbé „toleráló” anyaggal végeznék el.
A következő logikus lépésben arra kellene kidolgozni egy eljárást, hogy a részek biztosan egyben és a meghatározott helyükön maradjanak, mert az algoritmussal csak akkor lehet valódi termékeket, például speciális komponensekből álló okostelefonokat készíteni. Ez azt jelentené, hogy nem lenne többé szükség többezer előre gyártott készülékre.
A módszer elvileg bútorokkal, például IKEA-csomagokkal is működhetne, bár a méret azért okozna problémákat.
