City University (CityU) ในฮ่องกงได้พัฒนาเครื่องพิมพ์เซรามิก 4 มิติ สำเร็จเป็นเครื่องแรกของโลก ชิ้นส่วนที่ได้มีทั้งความแข็งแรงเชิงกลและมีรูปร่างที่ซับซ้อน เปิดโอกาสในการใช้งานเซรามิกได้อีกหลากหลายรูปแบบ
เซรามิกนั้นมีจุดหลอมเหลวที่สูงทำให้ยากต่อการใช้งาน Laser Printing สำหรับเซรามิก โดยเครื่องพิมพ์เซรามิก 3 มิติที่เป็นตัวตั้งต้น (3D Printed Ceramic Precursor) ที่มีอยู่ในปัจจุบันยังมีข้อจำกัดด้านการขึ้นรูปวัสดุที่ยากลำบาก รวมถึงการสร้างรูปทรงที่ซับซ้อนด้วย CityU ได้พัฒนาหมึกเซรามิก (Ceramic Ink) ซึ่งเป็นส่วนผสมระหว่างโพลีเมอร์และอนุภาคนาโนของเซรามิก เครื่องพิมพ์ตัวตั้งต้น 3 มิติสำหรับงานเซรามิกที่ใช้วัสดุดังกล่าวมีคุณลักษณะที่นุ่มกว่าและสามารถยืดได้เป็น 3 เท่าจากขนาดทั่วไป ความยืดหยุ่นนี้เองที่ทำให้เกิดรูปร่างที่ซับซ้อนขึ้นได้แบบเดียวกับศิลปะการพับกระดาษโอริกามิ (Origami Folding)
หลายคนอาจจะสงสัยว่าแล้วมิติที่ 4 นี่ คืออะไร? จริง ๆ แล้วมันเป็นพิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติทั่วไป แต่เพิ่มอีกหนึ่งมิติองค์ประกอบเข้าไป คือ มิติของเวลา ชิ้นส่วนที่ถูกพิมพ์นั้นสามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือประกอบตัวเองได้เมื่อเวลาผ่านไปด้วยการใช้ปัจจัยการกระตุ้นจากภายนอก เช่น แรงกล อุณหภูมิ หรือสนามแม่เหล็ก ซึ่งในการทดสอบทีมวิจัยได้เก็บพลังงาน Elastic Energy ใน ตัวตั้งต้นที่ถูกยืดออกสำหรับการเปลี่ยนแปลงรูปทรง เมื่อวัตถุถูกปล่อยวัตถุจะเริ่มกลับสู่รูปทรงดั้งเดิมภายหลังการพิมพ์ และเมื่อให้ความร้อนกับตัวตั้งต้น (Precursor) นี้จะกลายเป็นเซรามิก
ที่มา:
- Sciencedaily.com
