คงจะได้ยินหรือเห็นกันไปพอสมควรแล้วสำหรับ 3D Printing ที่เราสามารถออกแบบรูปร่างหรือรูปทรงที่ต้องการแล้วสั่งพิมพ์ออกมาตามขนาดที่ต้องการได้ แล้ว 4D Printing มีหลักการทำงานอย่างไร เหมือนกับ 3D Printing หรือไม่ ไปทำความรู้จักกับเจ้า 4D Printing กัน

4D Printing

รูปภาพจาก WCCFTech

เราสามารถเรียก 4D Printing เป็นภาษาไทยได้ว่า การพิมพ์ 4 มิติ ฟังเผินๆ ก็ดูจะเข้าใจยากอยู่สักหน่อย เพราะว่าเท่าที่เรารู้จักการออกแบบงาน 3 มิติ (3D) มันก็คือที่สุดแล้วไม่ใช่หรือ แล้วเรายังจะสามารถทำอะไรกับรูปทรงหรือรูปร่างพวกนี้ได้อีกหรือ

4D Printing คืออะไร แตกต่างจาก 3D Printing อย่างไร

4D Printing คือ การพิมพ์วัตถุรูปทรงต่างๆ ออกมาจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Printer) เหมือนกับการทำ 3D Printing แต่สิ่งที่ 4D Printing ทำได้มากกว่าคือ วัตถุที่ถูกพิมพ์ออกมานั้นสามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างได้ด้วยตัวเอง โดยใช้ปัจจัยต่างๆ รอบข้าง เช่น ความร้อน, ความเย็น, การสั่นสะเทือน, น้ำ ซึ่งสิ่งที่ทำให้มันสามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบได้คือ การออกแบบและโปรแกรมวัตถุตั้งต้นในระดับนาโนโมเลกุล

TED TALK, 4D Printing

Skylar Tibbits นักออกแบบและนักประดิษฐ์ ผู้ก่อตั้ง Self-Assembly Lab ซึ่งอยู่ภายใต้ MIT | รูปภาพจาก TED

Skylar Tibbits ผู้พัฒนา 4D Printing กล่าวใน TED Talk ไว้ว่า

แนวคิดของการพิมพ์ 4 มิติ คือ คุณนำเอาการพิมพ์แบบ 3 มิติด้วยวัสดุหลากหลายมารวมกัน จากนั้นคุณก็เพิ่มความสามารถใหม่เข้าไป นั่นคือ ความสามารถในการเปลี่ยนรูป และเมื่อชิ้นส่วนออกจากสายการผลิต จะสามารถเปลี่ยนรูป จากรูปทรงหนึ่งไปยังอีกรูปทรงหนึ่งได้ด้วยตัวเอง เหมือนหุ่นยนต์ที่ไม่มีสายไฟ ไม่มีมอเตอร์

4D

รูปภาพจาก TED

Skylar Tibbits บอกว่า เขาใช้ซอฟต์แวร์ที่กำลังพัฒนาร่วมกับ Stratasys Ltd. และ Autodesk Inc. ชื่อว่า Project Cyborg เพื่อจำลองพฤติกรรมการเปลี่ยนรูปแบบของวัตถุ แต่ที่สำคัญที่สุดคือ สามารถใช้ซอฟต์แวร์เดียวกันนี้สำหรับการออกแบบเพื่อปรับเปลี่ยนรูปแบบของวัตถุในระดับนาโน และยังกล่าวเสริมอีกว่า นี่เป็นครั้งแรกที่ชุดคำสั่งและการเปลี่ยนรูปถูกฝังเข้าไปในตัววัสดุโดยตรง และมันอาจจะเป็นเทคนิคการผลิตที่ช่วยให้เราสามารถสร้างโครงสร้างพื้นฐานที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ในอนาคต

4D Printing

รูปภาพจาก TED

ตามที่ Skylar Tibbits กล่าวไว้ใน TED Talk คือ เขากำลังพัฒนาระบบท่อส่งน้ำแบบใหม่ร่วมกับบริษัท Geosyntec ในบอสตัน เพื่อให้ตัวท่อสามารถขยายหรือหดตัวเพื่อเปลี่ยนปริมาณ หรือแรงดันการส่งน้ำ ดังนั้น นี่จะเป็นระบบท่อที่สามารถสั่งและปรับเปลี่ยนรูปแบบได้ด้วยตัวของมันเอง

ข้อมูลดังกล่าว แสดงให้เห็นว่าในอนาคตอัน เราจะได้เห็นการประยุกต์ใช้งานพิมพ์ 4 มิติ ในด้านต่างๆ มากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะในภาคอุตสาหกรรม ลองจินตนาการกันเล่นๆ ว่า ถ้าสิ่งของรอบตัวของเราสามารถปรับรูปแบบได้ตามสภาพแวดล้อมรอบข้าง จะมีข้อดีอะไรบ้าง  จะสร้างผลประโยชน์ให้เราได้อย่างไร  และจะช่วยให้เราประหยัดค่าใช้จ่ายต่างๆ ไปได้มากน้อยเพียงใด

\ ENDNOTES \

TED Talk: The Emergence of “4D Printing” View Recorded Video