Bir çizgi iki nokta arasındaki en kısa mesafedir, ancak Carnegie Mellon Üniversitesi’nde geliştirilen 4 boyutlu bir baskı sistemi olan “A-line” daha dolambaçlı bir rota izlemektedir. A-line sistemiyle üretilen tek boyutlu, “çizgi” şeklindeki plastik yapılar; ısı ile tetiklendiğinde kendilerini önceden belirlenmiş şekillerde bükebilir, katlayabilir ve büzebilir.
Daha sonra şeklini değiştiren 3 boyutlu yazdırılmış nesneler 4 boyutlu baskının belirlemesidir. Ancak bu süreç, nesnelerin dar yerlerden geçebileceği durumlarda özel nitelikler üstlenir. Örneğin dar bir yerin içinden geçirilen bir çubuk gibi…
A-line yöntemi ayrıca helezon yaylar ve cımbız gibi uyumlu cihazlar yapımında da faydalı olabilir. Bunları 3 boyutlu bir yazıcı kullanarak son formda üretmek zordur, ancak sıcak suya daldırıldığında son şekli alan çubuklar olarak kolayca basılabilir.
Yeni nesnelere dönüşen sopalarla uğraşmak CMU İnsan-Bilgisayar Etkileşimi Enstitüsü Yardımcı Doçenti Lining Yao ve Morphing Matter Laboratuvarı’ndaki meslektaşlarının sıradan, hobi sınıfında termoplastik malzemeyle çalışılan 3 boyutlu bir yazıcıyı ve tek tip bir bilgisayarı kullanarak yarattıkları bir başarıdır.
Ekip, nesnelerini üretmek için polilaktik asit veya PLA (3D baskıda en yaygın kullanılan malzeme) kullandı. Morphing Matter Laboratuvarı Araştırmacı Guanyun Wang, PLA’nın bulunduğu yöne doğru ısınmaya tepki olarak küçüldüğünü ve bunun; bir nesnenin şeklinin, aktif ve pasif segmentlerin aralıklarına, segmentlerin kalınlığına ve her segmentin baskı yönüne göre nasıl değişeceğini kontrol etmeyi mümkün kıldığını söyledi.
Yao’nun ekibi tarafından geliştirilen A-line platformu; basit veya karmaşık geometriler üretmek için birleştirilebilecek sekiz bükülme yönünden oluşan bir kütüphane içerir. Ayrıca, kullanıcıların istenen şekilleri elde etmek için bu farklı büküm tiplerini birleştirmelerine yardımcı olacak özelleştirilmiş bir tasarım aracı içerir.
Zhejiang Üniversitesi HCII Araştırmacı Ye Tao, ekibin mühendislik çubuklarını yaklaşık 170 derece Fahrenheit’e kadar ısıtılmış suya batırarak, bükmeyi tetiklediğini söyledi. Morphing Laboratuvarı ayrıca bir ısıtma tabancası, dirençli ısıtma için gömülü karbon fiberle veya çubuklardaki oyuk kanallar aracılığıyla buharla tetiklenebilir.
Diğer 4D baskılı nesnelerde olduğu gibi, A-line çubukların bir avantajı, düz bir paket olarak sevk edilip çadır destekleri, sandalye çerçeveleri veya heykeller olmak üzere sahada kullanılabilmeleridir. Ancak Yao; çizgi şeklindeki nesnelere özgü bazı uygulamalar öngörmektedir. Örneğin; PLA yerine elektrik alanlarına duyarlı hidrojeller kullanarak, bir cerrahın dar vücut boşluklarından geçebileceği ve uzaktan cerrahi cımbız haline gelebileceği biyouyumlu bir hat geliştirmek mümkün olabilir. Elektrik alanlarına müdahale ederek, cımbız hareketini kontrol etmek de mümkün olabilir.
Yao: “Bu çalışma sayesinde, 4D baskı teknolojisinin tasarım alanını genişletmeyi umuyoruz. Tasarımcıları A-line’ın ek yeni kullanımları hakkında düşünmeye teşvik ediyoruz.”
.
