این نوع چاپ پیچیده است زیرا ماده ای که قرار است اکسترود شود در طول فرآیند چاپ از مایع به جامد تبدیل می شود. بنابراین درک دینامیک مواد برای انطباق با فرآیند تولید و به دست آوردن ماده ای ضروری است که در هنگام عبور از نازل چاپگر به اندازه کافی مایع باشد اما در عین حال به اندازه کافی جامد برای حفظ شکل خاصی باشد. برای این منظور، آنها یک روش بین رشته‌ای توسعه داده‌اند که تکنیک‌های نظری و تجربی را ترکیب می‌کند و به آنها اجازه می‌دهد دستگاه چاپ را از ابتدا بسازند، هم بخش فیزیکی دستگاه (سخت‌افزار) و هم برنامه‌های رایانه‌ای که امکان کنترل آن را فراهم می‌کند (نرم‌افزار). )”
برای حل این معضل، آنها کاری را انجام دادند که بسیاری از کارآفرینان انجام می دهند: راه حلی برای آن مشکل ایجاد کنند. آنها یک چاپگر سه بعدی جدید ایجاد کردند که به طور خاص برای تولید اشیاء چهار بعدی زیست پزشکی طراحی شده است. سیستم آنها نه تنها شامل سخت افزار چاپگر، بلکه نرم افزار مربوطه نیز می شود.
ما می‌توانیم به حسگرهایی فکر کنیم که به بدن ما متصل هستند و اطلاعات مربوط به حرکت ما را از تغییرات هدایت الکتریکی جمع‌آوری می‌کنند. علاوه بر این، قابلیت خود ترمیمی این ماده امکان طراحی حسگرهایی با سیگنال های باینری را فراهم می کند. برای مثال، اگر آسیب دیدگی زانو داشته‌ایم و نیاز به محدود کردن چرخش به حداکثر مقدار داشته باشیم، می‌توانیم نوار کوچکی از این ماده را روی مفصل خود قرار دهیم. به این ترتیب، زمانی که از حداکثر چرخش تجاوز کنیم، ماده شکسته می‌شود و تغییر ناگهانی در خواص الکتریکی آن نشان می‌دهد و در نتیجه یک سیگنال هشدار ارائه می‌کند. با این حال، هنگامی که زانو را به حالت آرامش برمی‌گردانیم، قابلیت التیام مواد منجر به بازیابی سیگنال الکتریکی می‌شود. به این ترتیب می‌توانیم حرکات خود را زیر نظر داشته باشیم و در مورد شرایط خطرناک پس از جراحی یا در دوره‌های توانبخشی هشدار دهیم.
این فناوری به ما این امکان را می دهد که نه تنها نحوه چاپ سازه های سه بعدی را کنترل کنیم، بلکه به آنها این امکان را می دهیم که خواص یا هندسه خود را در پاسخ به عمل میدان های مغناطیسی خارجی تغییر دهند، یا توانایی تغییر خواص الکتریکی خود را در زمانی که تغییر شکل می دهند.»
برخی از پرینت‌های 4 بعدی از این جهت پویا هستند که می‌توانند هندسه را با تحریک سیگنال خارجی تغییر دهند. این امکان را ایجاد می کند که اجزای دستگاه چاپ قابل حرکت باشند.
محققان UC3M یک چاپگر 4 بعدی جدید با تمرکز بر بازار زیست پزشکی توسعه داده اند.
و این تنها یک کاربرد بالقوه است. بسیاری دیگر وجود خواهد داشت.
این پروژه همچنین یک ماده “خود درمانی” را توسعه داد که می تواند با چاپگر 4 بعدی استفاده شود. این امر به ویژه مورد استقبال قرار می گیرد، زیرا اجسامی که خم می شوند نیز ممکن است نقص داشته باشند. با مواد جدید، این نقص ها ممکن است هرگز ظاهر نشوند.
چه کاربردهایی ممکن است در آینده برای این فناوری وجود داشته باشد؟ گونزالس توضیح داد:
چاپگر بیوپزشکی 4 بعدی تجربی [Source: UC3M]
در نتیجه، دستگاه 4 بعدی می تواند اشیایی را چاپ کند که متعاقباً می توانند از طریق برق کنترل شوند.
رئیس پروژه دانیل گارچیا گونزالس توضیح داد:
این پیچیده تر از چیزی است که شما ممکن است تصور کنید. UC3M توضیح می دهد:
دستگاه جدید محصول مورد نیاز است. گروه UC3M در حال کاوش در فضای زیست پزشکی 4 بعدی بوده است، اما با محدودیت های قابل توجهی در تولید آن مواجه شده است.
“چاپگرهای 4 بعدی” کمی با پرینترهای سه بعدی معمولی متفاوت هستند. ایده این است که در حالی که یک شی 3 بعدی می تواند تولید شود، می تواند بعد از چاپ شکل خود را تغییر دهد. به عنوان مثال، یک چاپ ممکن است پس از چاپ “باز شود” تا هندسه مورد نظر را به خود بگیرد.
