A review of 4D printing -Technologies, shape shifting, smart polymer based materials, and biomedical applications
Ramisha Sajjad, Sohaib Tahir Chauhdary, Muhammad Tuoqeer Anwar, Ali Zahid , Azhar Abbas Khosa, Muhammad Imran, Muhammad Haider Sajjad
Advanced Industrial and Engineering Polymer Research 7 (2024) 20-36
Аддитивное производство стало заметной технологией и достигло значительного прогресса с конца 1980-х годов. Несмотря на огромный рост производства, эта технология по-прежнему сталкивается с многочисленными проблемами.
Производство структурных и «умных» материалов, таких как полимеры и сплавы с памятью формы, является одним из наиболее активно исследуемых областей в настоящее время. Изделия, полученные методом 4D-печати, могут изменять свои свойства и форму при воздействии внешних факторов, таких как свет, температура, магнитное поле, pH, влажность и др.
Использование функции изменения формы с течением времени как четвертого фактора приводит к росту спроса на изделия, изготовленных методом 4D-печати. Возникший в 2013 году, этот процесс вызвал большой интерес благодаря своему потенциалу в создании инновационных, многофункциональных, самособирающихся и самовосстанавливающихся компонентов с изменяющимися свойствами, формой и функциональностью.
Данная обзорная статья рассматривает основные вопросы разработки процесса 4D-печати в биомедицинской сфере.
Исследования основаны на обзоре различных технологий 4D-печати, включая фотополимеризацию, экструзионные методы, струйную обработку материалов и их дальнейшее практическое использование.
В работе рассмотрены «умные» материалы, такие как SMP (Shape-Memory Polymers), LCE (Liquid crystal elastomers), SMA (Shape-Memory Alloys) и т. д., а также их применение в различных отраслях промышленности, например, в машиностроении, биомедицине, аэрокосмической области и т. д.
В статье исследуются внешние факторы воздействия: влага, температура, pH, магнитные поле, свет; рассматриваются перспективные применения 4D-печати в биомедицинских областях, такие как доставка лекарств, ортопедия, медицинское оборудование, тканевая инженерия, стоматология; анализируются проблемы, связанные с процессами 4D-печати в биомедицинской области; предлагаются возможные направления развития, включая оптимизацию параметров процесса, исследование новых материалов с целью расширения области применения этой технологии.
