Stampa 4D, il tempo diventerà la quarta dimensione

Stiamo assistendo in questi anni ad una grande diffusione della prototipazione rapida. Si sperimenta con materiali, mentre le macchine incrementando in velocità e precisione. Vecchi e nuovi produttori portano nuova linfa in campo e arricchiscono il settore. Ma anche se dobbiamo ancora esplorare a pieno questo campo, ecco che si presenta una evoluzione della stampa 3D.

Stampa 4D: invenzione dei media o realtà?

Chi ha già sentito parlare di stampa 4D? A che cosa si riferisce la quarta dimensione? Facciamo un po' di chiarezza. Parliamo esattamente di oggetti che vanno oltre la semplice riproduzione di un modello 3D: con stampa 4D, infatti, si parla di materiali e modelli in grado di cambiare la loro forma nel tempo, dopo essere stati prodotti. Una volta stampato, un oggetto 4D sarà in grado di mutare nelle sue caratteristiche morfologiche se sottoposto a determinati stimoli esterni. Ma il cambiamento non avverrà casualmente. La forma finale sarà infatti decisa da chi ha progettato l’oggetto, ottenendo quindi ad un prodotto che risponde al concetto di ‘materia programmabile’.

Un grande successo in materia è lo studio eseguito dall’università di Zurigo. Attraverso la progettazione di uno speciale polimero a memoria di forma, un metamateriale attivo, i ricercatori hanno stampato un oggetto in 4D. Questo è formato da una complessa microstruttura che acquisisce una forma regolare a seguito del raffreddamento ad una specifica temperatura. Come si può vedere dall’immagine seguente, l’oggetto originario acquisisce la forma di una scritta, sigla dell’università di Zurigo.

Dimostrazione molto esplicativa di come si possa ‘programmare’ un materiale per ottenere oggetti più funzionali e adattabili. Un'altra applicazione è stata messa in opera dal MIT in collaborazione con Stratasys e Autodesk. Proprio una Stratasys Connex Multi-Material, stampante di fascia high-end, è stata utilizzata per produrre un a figura planare che, una volta immersa in acqua, acquisisce la forma di un poliedro rigido.

Le applicazioni potranno essere utili in moltissimi campi, dall’automotive alla robotica, dall’architettura allo spazio. Le frontiere per questa tecnologia sono assolutamente ampie. La mutazione/programmazione degli oggetti potrebbe riguardare infatti non solo la forma, ma anche le caratteristiche fisiche. La mutazione potrebbe essere innescata da diversi fattori come un cambiamento di temperatura, di umidità, di luce o un contatto con dell’elettricità. La materia programmabile costituisce una logica estensione della stampa 3D in quanto usa le sue fondamenta e le amplia a nuovi sviluppi. È una convergenza di tante e diverse tecnologie, dove ognuna di queste apporta un suo contributo, dandoci una visione alternativa di come potrebbe evolversi nei prossimi anni il mondo dell'additive manufacturing.