{"id":974,"date":"2022-02-15T00:26:06","date_gmt":"2022-02-14T23:26:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/?p=974"},"modified":"2023-12-18T14:16:58","modified_gmt":"2023-12-18T13:16:58","slug":"stampa-4d-230920219","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/stampa-4d-230920219\/","title":{"rendered":"In che modo la stampa 4D pu\u00f2 modificare le attuali tecniche di produzione?"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\">Ad aprile 2013, Skylar Tibbits, fondatore del MIT Self-Assembly Lab, in una conferenza TEDx ha introdotto per la prima volta il concetto di <strong>stampa 4D<\/strong>. Ha spiegato che stampare in 4D \u00e8 come aggiungere una nuova funzione a un materiale da utilizzare per la stampa 3D, in particolare la capacit\u00e0 di quel materiale di trasformarsi nel tempo. Infatti, grazie alla stampa 4D, un materiale pu\u00f2 cambiare forma da solo, senza alcun intervento umano, ma semplicemente con l\u2019influenza di fattori esterni quali luce, calore, vibrazioni, ecc.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Da allora, la stampa in 4D ha attirato l\u2019interesse di numerose industrie che intravedono un enorme potenziale per la personalizzazione di dispositivi e strutture. Secondo il Gartner Report 2019, l\u2019interesse per la stampa 4D sta crescendo. Entro il 2023, le startup focalizzate su questa tecnologia dovrebbero attrarre 300 milioni di dollari di capitale di rischio. Quindi ci chiediamo inevitabilmente, di fronte a questa osservazione, quale sar\u00e0 il futuro della stampa 4D: prender\u00e0 il posto della <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/produzione-additiva\/\">produzione additiva<\/a> per alcune applicazioni? Quale sar\u00e0 il suo impatto sull\u2019industria?<\/p>\n<div id=\"attachment_16474\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-16474\" class=\"size-full wp-image-16474\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/4Dprinting1.jpg\" alt=\"4D printing\" width=\"700\" height=\"237\" \/><p id=\"caption-attachment-16474\" class=\"wp-caption-text\">Questo oggetto stampato in 3D cambia gradualmente forma a causa di fattori esterni. In altre parole, \u00e8 un oggetto stampato in 4D | Crediti: Self-Assembly Lab<\/p><\/div>\n<h3 style=\"text-align: justify;\">Come funziona la stampa 4D?<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">La stampa 4D \u00e8 fortemente ispirata dal principio di auto-assemblaggio, che non \u00e8 un concetto nuovo. Hai probabilmente sentito parlare di auto-assemblaggio molecolare, in cui le molecole formano strutture complesse senza alcun intervento umano. Un concetto ampiamente diffuso anche nella nanotecnologia, ad esempio. La stampa 4D quindi porta questo principio al livello successivo. Se \u00e8 possibile per piccole strutture su scala microscopica assemblarsi e progredire da sole, perch\u00e9 non immaginarlo su oggetti stampati in 3D pi\u00f9 grandi?<\/p><div class=\"dnati-inside-article\" style=\"text-align: center;\" id=\"dnati-3928848809\"><a data-no-instant=\"1\" href=\"https:\/\/app.swapcard.com\/event\/additiv-defense-2026\" rel=\"noopener nofollow\" class=\"a2t-link\" target=\"_blank\" aria-label=\"LB (4)\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/5\/2026\/04\/LB-4.gif\" alt=\"\"  width=\"850\" height=\"150\"   \/><\/a><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mentre la stampa 3D produce oggetti che mantengono la loro forma fissa, la stampa 4D cambier\u00e0 la loro forma, ma anche il loro colore, la dimensione, il modo in cui si muovono, ecc. Impiega materiali noti nel settore come \u201cintelligenti\u201d che sono stati programmati per cambiare forma con l\u2019influenza di un fattore esterno, il pi\u00f9 delle volte la temperatura, proprio come quando un computer obbedisce a un codice. Questo \u201ccodice\u201d \u00e8 quindi aggiunto al materiale e fornisce istruzioni al pezzo stampato in 3D. Bastien E. Rapp, Presidente del laboratorio di tecnologia di processo NeptunLab, spiega: &#8220;<em>La stampa 4D \u00e8 la forma funzionale della stampa 3D. Anzich\u00e9 stampare unicamente strutture fisiche, ora possiamo stampare funzioni. \u00c8 come inserire un pezzo di codice in un materiale: una volta attivato fa quello che hai programmato che faccia<\/em>\u201d.<\/p>\n<div style=\"max-width: 854px;\">\n<div style=\"position: relative; height: 0px; padding-bottom: 56.25%;\"><iframe loading=\"lazy\" style=\"position: absolute; left: 0; top: 0; width: 100%; height: 100%;\" src=\"https:\/\/embed.ted.com\/talks\/lang\/fr\/skylar_tibbits_the_emergence_of_4d_printing\" width=\"700\" height=\"400\" frameborder=\"0\" scrolling=\"no\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><span data-mce-type=\"bookmark\" style=\"display: inline-block; width: 0px; overflow: hidden; line-height: 0;\" class=\"mce_SELRES_start\">\ufeff<\/span><\/iframe><\/div>\n<\/div>\n<h3 style=\"text-align: justify;\">Materiali e tecnologie<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">I materiali per la stampa 4D non sono vari come i <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/filamenti-stampante-3d-011120219\/\">materiali per la manifattura additiva<\/a> perch\u00e9 la tecnologia \u00e8 ancora agli inizi, ma \u00e8 importante notare che ce ne sono diversi. Iniziamo con i polimeri a memoria di forma (SMP), che sono materiali in grado di memorizzare una forma macroscopica, preservarla per un certo tempo e tornare alla loro forma originale sotto l\u2019effetto del calore, senza alcuna deformazione residua. Anche altri stimoli indiretti possono causare la trasformazione: un campo magnetico, un campo elettrico o l\u2019immersione in acqua.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Un altro materiale di stampa 4D sono gli elastomeri a cristalli liquidi (LCE) che, come suggerisce il nome, contengono cristalli liquidi sensibili al calore. Controllando il loro orientamento, \u00e8 possibile programmare la forma desiderata. Sotto l\u2019effetto della temperatura, il materiale si espande e si trasforma secondo il codice previsto. Il terzo materiale sono gli idrogel, catene di polimeri composte principalmente da acqua, particolarmente utilizzati nei processi di fotopolimerizzazione. Sono di grande interesse per il settore medico per via della loro biocompatibilit\u00e0.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Alcuni processi di stampa 4D impiegano materiali multipli. Si tratta principalmente di <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/guida-stampa-3d-compositi-130920219\/\">compositi<\/a> aggiunti ad SMP o idrogel, come carbonio o fibre di legno. Il MIT Self-Assembly Lab ha iniziato la sua ricerca sulla stampa 4D partendo da una macchina Stratasys Connex, basata sul principio dell\u2019eiezione di materiale, un processo multi-materiale. Naturalmente ci sono altri materiali di stampa 4D come la ceramica, ad esempio, ma abbiamo deciso di concentrarci su quelli principali.<\/p>\n<div id=\"attachment_16477\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-16477\" class=\"size-full wp-image-16477\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/4Dprinting_2.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"361\" \/><p id=\"caption-attachment-16477\" class=\"wp-caption-text\">Crediti: Self-Assembly Lab<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Infine, l\u2019intero processo di stampa 4D risiede nel materiale. \u00c8 quindi necessario comprendere come reagir\u00e0 a determinati stimoli. Bastien E. Rapp spiega che &#8220;<em>un\u2019ottima conoscenza dei materiali \u00e8 richiesta per facilitare la stampa 4D<\/em>&#8220;. Una volta che questa \u00e8 ben integrata, possiamo utilizzare diverse tecnologie per la stampa 3D: <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/stereolitografia-281020219\/\">stereolitografia<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/material-jetting-polyjet-stampa-3d-110920219\/\">Material Jetting<\/a> (per tutte le multi-materiali), fabbrica di filamenti fusi (lavorando con i polimeri). Il pi\u00f9 delle volte, la stampante 3D impiegata \u00e8 una macchina migliorata in grado di prendere in considerazione la quarta dimensione. Bastien E. Rapp continua: &#8220;<em>A seconda della complessit\u00e0 della tua quarta dimensione, pu\u00f2 essere facile come stampare due materiali in parallelo. Questo pu\u00f2 anche implicare riscaldare o raffreddare il materiale durante il processo di produzione. Ci sono numerosi metodi, e tutti richiedono condizioni specifiche<\/em>\u201d.<\/p>\n<h3>Applicazioni<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Poich\u00e9 \u00e8 possibile programmare un materiale intelligente come desiderato, le applicazioni della stampa 4D sono piuttosto ampie. Immagina un oggetto che pu\u00f2 assumere qualsiasi forma: la tecnologia pu\u00f2 quindi influire sul settore edilizio per costruire strutture adattabili alle condizioni climatiche, i beni di consumo potrebbero soddisfare le esigenze della gente o perfino il settore medico, ecc. Una delle prime idee di Skylar Tibbits era quella di utilizzare la stampa 4D per creare tubi intelligenti. Questi tubi sarebbero in grado di mutare forma in base al volume di acqua che contengono, ma anche in seguito a qualsiasi fenomeno che si dovesse verificare sotto terra. Questo potrebbe evitare di dover praticare scavi per sostituirli, un processo estremamente dispendioso in termini di tempo e di costi.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Uno dei settori pi\u00f9 interessati dalla stampa 4D \u00e8 senza dubbio quello medico. La stampa 4D potrebbe permettere la creazione di <a href=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/it\/3d-bioprinting-medicina-220920219\/\">dispositivi su misura<\/a>, intelligenti e scalabili. Ad esempio, stampando in 4D un impianto, sarebbe pi\u00f9 facile controllarne le condizioni e l\u2019applicabilit\u00e0 una volta integrato dal paziente. Lo stesso vale per tutta la medicina rigenerativa e la produzione di strutture cellulari. Il <strong>4D bioprinting<\/strong> potrebbe permettere alle cellule di adattarsi a un corpo umano in base alla sua temperatura, ad esempio. Chlo\u00e9 Devillard, che sta attualmente preparando la sua tesi presso 3d.FAB, ci ha spiegato: &#8220;<em>Lavoriamo con la stampa 4D per applicazioni nell\u2019ingegneria dei tessuti e in medicina rigenerativa volte a riparare organismi viventi. In particolare, io la uso per riprodurre un vaso sanguigno che sia il pi\u00f9 possibile vicino alla realt\u00e0 in termini di fisiologia, funzione e meccanica. Possiamo creare costruzioni che siano il pi\u00f9 possibile simili alle cose viventi<\/em>\u201d.<\/p>\n<div id=\"attachment_16479\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-16479\" class=\"size-full wp-image-16479\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/4Dprinting_3Dfab.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"450\" \/><p id=\"caption-attachment-16479\" class=\"wp-caption-text\">3d.Fab sta attualmente lavorando a progetti di stampa 4D per creare vasi sanguigni | Crediti: 3d.Fab<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Immaginiamo un farmaco stampato in 4D che possa rilasciare le sue sostanze a seconda della temperatura corporea del paziente. Questo \u00e8 uno dei progetti di ricerca del Dr Fang al MIT, che spiega: \u201c<em>Vogliamo utilizzare la temperatura corporea come un trigger. Riuscendo a progettare i polimeri nella maniera corretta, potremmo essere in grado di creare un dispositivo di somministrazione di farmaci che rilasci il farmaco stesso unicamente in caso di febbre<\/em>\u201d.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Anche il settore dei trasporti in senso ampio \u00e8 interessato alla stampa 4D, nel settore automotive e in quello aerospaziale. Nel 2018, BMW e MIT avevano lavorato ad un materiale gonfiabile che cambiava forma e dimensione sotto l\u2019effetto di impulsi d&#8217;aria. Un materiale interessante per la progettazione di pneumatici futuri, ad esempio, in grado di auto-ripararsi in caso di foratura o di adattarsi alle condizioni climatiche pi\u00f9 difficili. Lo stesso vale per i velivoli. Un componente stampato in 4D potrebbe reagire a cambiamenti di pressione atmosferica o di temperatura e cambiare funzione. Questi componenti potrebbero sostituire cerniere, attuatori idraulici e ridurre considerevolmente il peso di questi dispositivi.<\/p>\n<div id=\"attachment_16480\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-16480\" class=\"size-full wp-image-16480\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/4dprinting_stool.jpg\" alt=\"4D printing\" width=\"700\" height=\"296\" \/><p id=\"caption-attachment-16480\" class=\"wp-caption-text\">Un oggetto che si apre e si chiude da solo | Crediti: Self-Assembly Lab<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Infine, la stampa 4D \u00e8 pi\u00f9 che interessante per tutte le applicazioni che richiedono un elevato livello di personalizzazione, in quanto \u00e8 possibile programmare il materiale in base alle proprie esigenze. Pensiamo ad esempio ad abiti che possono assumere la forma del nostro corpo, mobili che si piegano e si aprono per risparmiare spazio, ecc.<\/p>\n<h3>Il futuro della stampa 4D<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Sebbene promettente, questa tecnologia presenta ancora numerosi limiti: qual \u00e8 la vera durata dei materiali intelligenti nel tempo? Saranno ancora in grado di svolgere il loro compito nel lungo periodo? Numerose aziende stanno ancora testando questo processo di produzione e alcune hanno condiviso i loro risultati. Bastien E. Rapp ci ha detto che la stampa 4D implica una certa quantit\u00e0 di conoscenze estremamente tecniche, cosa che rende pi\u00f9 difficile democratizzarla rispetto alla manifattura additiva. \u201c<em>Poich\u00e9 si tratta di una materia piuttosto complessa, che richiede un ottimo controllo di materiali e produzione, potrebbe non diventare ampiamente disponibile e accessibile come la stampa 3D stessa. Avr\u00e0 tuttavia un impatto significativo sul settore<\/em>\u201d.<\/p>\n<div id=\"attachment_16482\" style=\"width: 710px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-16482\" class=\"size-full wp-image-16482\" src=\"https:\/\/www.3dnatives.com\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/4Dprinting_BMW.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-16482\" class=\"wp-caption-text\">BMW ha stampato 4D un materiale in silicone in grado di gonfiarsi: \u00e8 questo il futuro della pneumatica?<\/p><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cosa pensi della stampa 4D? Quale sar\u00e0 il suo impatto sui nostri attuali processi di produzione? Faccelo sapere lasciando un commento qui sotto o sulle nostre pagine <a href=\"https:\/\/www.facebook.com\/3Dnativesit\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Facebook<\/a> e <a href=\"https:\/\/twitter.com\/3Dnatives_IT\">Twitter<\/a>. 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