4D-Druck im Anmarsch

Airbus tut es schon seit ein paar Jahren, General Electric tut es auch und Siemens fertigt inzwischen viele seiner gigantischen Bauteile auch auf diese Weise an. Der 3D Druck rauscht als technologische Revolution durch die industriellen Fertigungshallen der Welt. Hochauflösende 3D Drucker sind nicht nur dabei das ganze Herstellungsverfahren komplizierter Bauteile zu verändern, sie erfordern auch ein tiefgreifendes Umdenken in der industriellen Fertigung vom Entwurf bis zum Endprodukt. Die Vorteile dieses Fertigungsverfahrens kommen in der industriellen Produktion besonders zur Geltung. Hochwertige Bauteile aus einem Stück und das im Rekordtempo. Das Manager Magazin hat es bereits 2015 prophezeit: „Es gibt keine Industrie, die nicht in den nächsten fünf bis zehn Jahren von dieser Technologie umgekrempelt werden wird“. Doch es ist gerade einmal 2017 und schon folgt die vierte Dimension der Fertigungstechnik. Forscher der technischen Hochschule in Zürich tüfteln bereits an der nächsten Etappe der 3D Anfertigung. Die nennt sich 4D und fügt der räumlichen Dimension auch noch eine zeitliche hinzu. Flache Bausätze sollen sich zu einem späteren Zeitpunkt zu dreidimensionalen Objekten entfalten lassen. Eine fernere Vorstellung sind Objekte, die ihre Form durch äußere Einflüsse, zum Beispiel Wärme ändern können. Wissenschaftler um die ETH-Professorin Kristina Shea haben in dieser Richtung einen ersten Ansatz geliefert. Das Ergebnis sind flache Bausätze mit ausgeklügeltem Konstruktionsprinzip, die eine kontrollierte Veränderung der Konfigurationen erlauben. Durch Hubelemente, welche ein und ausgefahren werden können, also nur zwei Zustände bieten, können Forschende die dreidimensionalen Formen der Gesamtstruktur voraussagen. Mittels einer Simulationssoftware ist es zudem möglich, den Entwurf von Objekten durch die vorhersehbare Kraft und Form zu erleichtern. Während Wissenschaftler die Elemente derzeit noch von Hand entfalten, sollen in Zukunft temperaturabhängige Antriebe entwickelt werden. Die Vorteile des 4D-Drucks sind neben der Effizienz in der Produktion auch die platzsparende Eigenschaft der Objekte, die einfach an ihren Bestimmungsorten entfaltet werden können.

https://youtu.be/T9XP2E7RrcQ