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Vamos a explicarte de qué es exactamente la impresión en 4D, una gran evolución dentro de la impresión 3D en la que se utilizan tipos de materiales que pueden reaccionar al entorno. AsÃ, puedes crear proyectos que cambien de forma sin que tú los toques, sólo cuando se les apliquen entradas de energÃa externa u otros estÃmulos ambientales.
Vamos a empezar explicándote de forma sencilla pero detallada qué es exactamente la impresión en 4D para que la distingas de la 3D. Luego pasaremos a decirte qué tipo de materiales se están utilizando para este tipo de impresión, y cuáles son los potenciales usos de esta tecnologÃa que todavÃa está dando sus primeros pasos.
La impresión 4D es una evolución dentro de la impresión 3D. Se trata de la creación de objetos impresos en 3D que cambian tras reaccionar con el entorno, pudiendo doblarse, repararse, ensamblarse o incluso desintegrarse al recibir determinado estÃmulo externo, también adquirir una nueva forma o funcionalidad bajo la influencia de la entrada de energÃa externa, como temperatura, luz u otros estÃmulos ambientales.
Esto quiere decir que tú imprimes un objeto 3D con una impresora 3D, pero lo haces con unos materiales especiales y un diseño que los tiene en cuenta. Con ello, se crea un producto que reacciona ante diferentes estÃmulos sin que tú tengas que tocarlos. Además de la forma, estos objetos también pueden cambiar de color o tamaño.
Todo esto dependerá de los materiales que se utilicen, que reaccionarán de una u otra manera dependiendo también del tipo de estÃmulo que reciban. Por lo tanto, a la hora de diseñarlos e imprimirlos en 3D, los diseñadores tienen que haber pensado también en el material especÃfico que quieren utilizar en los objetos para que, tras imprimirlos, se comporten como se espera de ellos.
En resumen, puedes pensar en la impresión 4D como en una forma funcional de imprimir en 3D. En vez de imprimir simples estructuras fÃsicas, lo que se imprimen son funciones. Objetos que realizan determinadas funciones. Es como incorporar un fragmento de código al material, y una vez se activa consigue que el objeto realice eso para lo que ha sido programado y diseñado.
Actualmente, los materiales que se utilizan para este tipo de impresión no son tan variados como a la hora de imprimir simplemente objetos 3D. Tienes que comprender que se trata de una tecnologÃa bastante nueva y que todavÃa está dando sus primeros pasos, por lo que todavÃa tiene mucho que evolucionar. Aun asÃ, tiene ya algunos materiales diferentes.
Por una parte tienes los polÃmeros con memoria de forma (PMF). Son unos materiales que memorizan una forma macroscrópica y la mantienen durante cierto tiempo, pero luego vuelven a su forma original bajo el efecto del calor u otros estÃmulos, como un campo magnético, un campo eléctrico o el agua.
También tienes los elastómeros de cristal lÃquido (LCE). Son materiales que contienen cristales lÃquidos sensibles al calor, y cuya orientación se puede controlar. De esta manera, se hace que los objetos que se impriman con ellos adopten una forma concreta deseada bajo los efectos de la temperatura. Esto sà que es más literalmente como programar un objeto para que se mueva de determinada manera dependiendo de lo que quieras de él.
Luego están los hidrogeles, que son cadenas de polÃmeros hechas principalmente de agua. Están centrados en el sector médico por su biocompatibilidad, y se utilizan en procesos de fotopolimerización.
Además, algunos objetos que se utilizan en la impresión 4D pueden usar varios materiales, como compuestos como la madera o el carbono que se agregan a los polÃmeros con memoria de forma e hidrogeles. De esta manera, tienes partes de un objeto que son rÃgidos y otros que son los encargados de moverse.
Como te hemos dicho al principio, la impresión 4D todavÃa está dando sus primeros pasos, por lo que las aplicaciones para las que se utiliza todavÃa están explorándose. Esto quiere decir que todos los usos que te vamos a decir son potenciales que aún no han sido aplicados, pero que se prevé que la impresión 4D podrÃa llegar a realizar.
Por ejemplo, imagÃnate tener tuberÃas que son capaces de repararse automáticamente si se agrietan o se rompen, o cuyo diámetro puede cambiar en respuesta al caudal de agua o la demanda de los usuarios. Los sistemas de cañerÃas podrÃan ser muy beneficiados por este tipo de materiales.
También podrÃamos tener muebles capaces de montarse automáticamente. ImagÃnate que te compras un mueble que te viene en una lámina, pero que si le aplicas luz, calor o agua tendrÃa dobleces que se accionan automáticamente, y como las figuras de papel, son capaces de doblarse ordenadamente para formar una mesa o una silla. Arriba tienes un vÃdeo del MIT en su investigación de compuestos de madera programable.
Otro de los usos para los que puede llegar a servir es la creación de piezas que se pueden plegar o expandir como el gancho que ves arriba. Se calienta y se cierra para intentar poder coger un objeto. Y todo ello imprimiéndose de una sola pieza, sin necesidad de sistemas que permitan moverse.
También está la posibilidad de utilizar la impresión 4D en proyectos de gran escala. Por ejemplo, podrÃan construirse puentes, refugios y muchos otros tipos de instalaciones que se monten automáticamente o sean capaces de repararse a sà mismas cuando la climatologÃa cause algún daño.
Y también puede ser útil en otros sectores, como por ejemplo en la medicina con la impresión de proteÃnas capaces de reconfigurarse a sà mismas. Además, a la hora de hacer endoprótesis vasculares u otros tipos de prótesis, se podrÃa conseguir que estas reaccionen al calor corporal, expandiéndose para adaptarse al paciente para las que se imprimen.
O incluso también en el sector de la moda, con ropa capaz de cambiar dependiendo del clima o la actividad. ImagÃnate un calzado que pudiera cambiar de forma cuando detecte que empieces a correr para que sea más cómodo y amortiguado, o tejidos que son transpirables pero se cierran en sà mismos cuando detectan lluvia.
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