Impresión 4D: desarrollo y estudio de especímenes inteligentes

Abstract

La impresión 4Dfigura un avance significativo que posibilita que una estructura impresa adquiera la capacidad de cambiar su forma o función con el tiempo en respuesta a un estímulo específico, como la presión, la temperatura, el agua, la luz entre otros. Recientemente, los rápidos avances en los procesos de impresión y el desarrollo de materiales para la impresión 3D han permitido la impresión de materiales inteligentes o multimateriales diseñados específicamente para cambiar de función o forma de manera controlada. En este contexto, aunque es similar a la tecnología de impresión 3D, la tecnología de impresión 4D agrega la cuarta dimensión del tiempo, lo que da pie aun mundo de nuevas posibilidades y aplicaciones en diversos campos. En este proyecto, hemos abordado la impresión 4D con un enfoque innovador al sustituir un material inteligente por uno usado comúnmente en la impresión 3D como el PLA en combinación con otro material que responde a un estímulo específico, en este caso hidrogel, que responde al agua. Para lograr que, con el paso del tiempo, bajo las condiciones requeridas, nuestro prototipo se mueva a otra configuración, a través de un diseño ingenioso de la pieza, logramos implementar el material sensible al agua, dando como resultado un espécimen inteligente. Nuestro trabajo involucró varias etapas. Comenzando por una exhaustiva investigación sobre los principios de la impresión 4Dy una serie de pruebas para analizar el comportamiento de crecimiento de las esferas de hidrogel. Posteriormente analizamos los factores claveque consideramos en el diseño del prototipo para su impresión. Finalmente, unimos ambos materiales y aplicando el estímulo apropiado obtuvimos una respuesta favorable, permitiendo que el prototipo cambie de forma conforme a lo planeado.