4D

DİDEM ERYAR ÜNLÜ

Havacılık, otomotiv, inşaat, sanayi gibi sektörler 3D yazıcılar ile sınırlarını hızla genişletmeye başladılar. Şu sıralar ise 4D baskı gündemde. 4D baskı, üretilmiş bir modelin zaman içinde su, sıcaklık ve ışık gibi belirli uyarıcılarla etkileşime geçtiğinde boyut değiştirmesi anlamına geliyor. Bu değişimi, kullanılan malzemenin özellikleri belirliyor. Ama işin en önemli tarafı, zaman boyutunun da devreye giriyor olması.

4D teknolojisi Masschusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) Self-Assembly Lab ve Stratasys Eğitim ve Ar-Ge departmanları işbirliğinde geliştirildi. Self-Assembly Lab, Kendiliğinden Kurulum Laboratuvarı anlamına geliyor.

Self-Assembly Lab Direktörü, mimar, bilgisayar mühendisi ve sanatçı Skylar Tibbits liderliğinde geliştirilen araştırma, kendi kendine eklenebilen teknolojilere dayanıyor. Bu teknoloji sayesinde, 3D baskıdan elde edilen malzemeler, hava, su, ısı gibi unsurlarla temasa geçtiklerinde kendiliklerinden şekil değiştiriyor. Su, hava veya ısı gibi özellikler, bir tür aktivasyon enerjisi olarak çalışıyor. Bu sayede, çevresindeki değişiklere cevap verebilen nesnelerin üretilmesi mümkün oluyor.

Tibbits, “Bir şeyleri bastıktan sonra, işimizin bittiğini düşünürüz ve onları birleştirmeye başlarız. Biz ise onların değişmelerini, zamanla şekilden şekile girmelerini istiyoruz. Bir de onların kendi kendilerini birleştirmelerini” diyor.

Nasıl çalışıyor?

Bir 3D baskı makinesiyle herhangi bir tasarımı bir nesneye dönüştürmek mümkün. Bu işlem makinenin katman katman çalışmasıyla gerçekleşiyor. Bu nesneyi 4D yapmak için ise, nesnenin şeklinin yanı sıra, hareket ve değişimi gibi dış etkenlere göre şeklinin nasıl değişeceğini kodlayan bilgileri baskı makinesine yüklemek gerekiyor.

Verilen kodlar nesnenin farklı açılarda kaç kere bükülebileceğini belirliyor. Böylece nesnenin ortam değişimine maruz kaldığında şekil değiştirmesi için harekete geçmesi sağlanıyor. Örneğin su boruları suyun akışına yardım etmek için genişleyebiliyor. Ya da tuğlalar duvara daha fazla ya da az gerilim vermek üzere programlanabiliyor. 

Dönüşen ayakkabılar

Tibbits’e göre bu teknoloji özellikle nanoteknoloji alanında etkili olacak. Bilim insanlarının fiziksel ve biyolojik malzemeleri şekil ve özelliklerini değiştirecek şeklide programlayabilecekler. Günlük hayatta ise inşaat sektörü bu teknolojiden faydalanabilecek. İklim şartlarının zorlu olduğu bölgelerde, felaket bölgelerinde veya inşaat yapmanın zor olduğu bölgelerde, çevreye uyum sağlayan malzemelerin kullanımının ciddi bir dönüşümü beraberinde getireceğini ekliyor Tibbits. Tibbits’in bir diğer öngörüsü de, 4D’nin mobilya veya spor giyim endüstrisinde etkili olacağı. Tibbits bu teknoloji ile ulaşmayı hedeflediği noktayı şöyle dile getiriyor: "Koşmaya başladığımda, ayakkabılarım bir koşu ayakkabısına dönüşmeli. Basketbol oynadığımda ise bileklerimi daha fazla destekleyebilecek bir form almalılar. Eğer çimlerde yürüyorsam kaymamı önlemeliler ve yağmurda su geçirmez olmalılar.”

Statik yapılardan, dinamik yapılara

Her ne kadar henüz ticari bir boyut kazanmış olmasa da 4D teknolojisinin getireceği kendiliğinden kurulum teknolojisi, imalat sürecinde yepyeni bir döneme girilmesine yol açacak gibi. Bu teknolojinin getireceği bir diğer önemli avantaj da, enerji tüketimini radikal bir şekilde aşağı çekecek olması. Çevresel ve ekonomik kaygıların her geçen gün arttığı günümüzde, kolaylık, verimlilik ve hız getirecek dinamik sistemlere olan ihtiyacımız da artıyor. Bu açıdan bakıldığında 4D çok önemli bir yenilik. Anlaşılan o ki önümüzdeki dönemde, havacılık, otomotiv ve inşaat gibi çok sayıda sektörde kullanılan statik ve katı yapılar, yerini dinamik, çevreye uyum sağlayan ve talep doğrultusunda ayarlanabilen yapılara bırakacak.

1- 4D baskı, üretilmiş bir modelin zaman içinde su, sıcaklık ve ışık gibi belirli uyarıcılarla etkileşime geçtiğinde boyut değiştirmesi anlamına geliyor.

2- 4D teknolojisi Masschusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) Self- Assembly Lab ve Stratasys Eğitim ve Ar-Ge departmanları işbirliğinde geliştirilen bir teknoloji.

3- Henüz ticari boyutu olmasa da, 4D'nin getireceği kendiliğinden kurulum teknolojisi, imalat sürecinde yepyeni bir dönemin başlangıcı olacak.