3D 프린팅과 4D 프린팅의 차이와 4D 프린팅의 산업화 방안에 대한 탐구

 

3D 프린팅은 3D 볼륨이 생성될 때까지 인쇄 경로에서 레이어별로 2D 구조를 아래에서 위로, 레이어별로 반복하여 인쇄한다. 4D 프린팅은 시간이 지남에 따라서 물체의 상태가 변하는 3D 프린팅 이라고 생각하면 된다. 3D 프린팅에 4번째 차원인 시간이 추가된 개념이다. 3D 프린팅으로 인쇄된 물체는 강성이 특징이다. 다시 말해, 3D 프린팅으로 만들어진 개체는 일단 인쇄되면 같은 모양을 유지한다. 하지만, 4D 프린팅으로 만들어진 개체는 다양한 재료 특성으로 인해 모양이 변하여, 일반적인 3D 프린팅과는 차별화 된다. 4D 프린팅의 적용 분야는 무궁 무진하지만, 현재까지 밝혀진 바로는 의료기기, 가전제품, 패션, 임플란트, 유연 소재 로봇, 스마트 벨브, 센서 등에 사용될 수 있다.

 

 

첫번째, 4D 프린팅으로 유량 및 물 사용량에 따라 직경을 동적으로 변경하는 배관 시스템 파이프를 제작할 수 있다. 환경 변화에 따라 변화 할 수있는 능력으로 인해 갈라 지거나 부러질 경우 자동으로 치유 될 수 있다. 두번째, 3D 프린팅 가구는 프린터의 크기에 의해 가구의 크기가 제한되는데, 4D 프린팅을 사용하면 물이나 빛에 의하여 접히는 유연한 가구를 다양한 크기로 인쇄 할 수 있다. 세번째, 4D 프린팅은 대규모 프로젝트에 훨씬 더 유용하다. 예를 들어, 우주와 같은 극한 환경에 3D 프린팅을 사용할 경우 비용, 효율성 및 에너지 소비와 관련된 몇 가지 문제가 발생한다. 4D 프린팅을 사용하면 물질의 변형 가능한 특징을 활용하여 건설을 할 수 있다. 교량, 대피소 또는 모든 종류의 시설물을 건설 할 수있는 솔루션을 제공 할 수 있다. 기상 피해가 발생할 경우 스스로 재건축하거나 수리 할 수 ​​있다. 네번째, 4D 프린팅은 의약 분야에서 적용될 수 있다. 예를 들어, 4D 프린팅으로 연구자들이 연구하고 있는 하나의 특수 물질은 자체 폴딩 단백질이다. 이 물질로 만들어진 스텐트는 인체의 다양한 부위를 지나서 목적지에 도달하면 열린다. 다섯번째, 4D 프린팅은 패션 분야에 혁명을 가져올 수 있다. 4D 프린팅으로 제작된 옷은 날씨나 활동에 따라 바뀔 수 있다. 예를 들어, 사람이 신발을 신으면 신발의 모양이 바뀌어 더 편안하게 발이 안착될 수 있다.

 

참고문헌

[1] Sculpteo. (n.d.). 4D Printing: A technology coming from the future. Retrieved from https://www.sculpteo.com/en/3d-learning-hub/best-articles-about-3d-printing/4d-printing-technology/

 

[2] Ofek, A. (n.d.). What is the Difference Between 3D Printing and 4D Printing? Retrieved from https://3dpmaster.com/what-is-the-difference-between-3d-printing-and-4d-printing/#:~:text=The%20difference%20is%20that%204D%20printed%20objects%20can%20transform%20themselves,any%20plastic%20or%20metal%20parts.&text=4D%20printing%20technology%20offers%20an,advanced%20materials%2C%20and%20customized%20design.