Page 11 - Fall 1403
P. 11
زیســتی 4بعــدیعنصــرزمــانرامعرفــیم یکنــدوبــه اگــربخواهیــمبــهنــکاتمثبــتومنفــیایــنتکنولــوژی
داربسـتچاپـییـامجموعـهسـلولیاجـازهم یدهـدپـساز بپردازیـم،بایـدسـرعتزیـادتولیـد،دورریـزکمتـر،کاهـش
چـاپبـهخـودیخـودتبدیـلشـود.ایـنامـرفرصـتهـای هزینـهوقابلیـتتولیداشـکالپیچیـدهو...راب هعنـوانمزایا
جدیـدیرابرایبهبودعملکردمحصولاتمهندسـیبافت معرفـیکنیـم.ازطـرفدیگـر،تولیـدبـاشـماربـالابـهدلیـل
بـازمـیکنـد؛بنابرایـنم یتـوانگفـتکـهچـاپزیسـتی4 نداشـتنصرفهاقتصادیونداشـتنقابلیتتولیدبسـیاری
بعدیبهفراینداسـتفادهازفناوریچاپزیسـتیسـ هبعدی ازمـواد،محدودیـتابعـادمحصـولات،نیـازبـهمهـارتبـالاو
بـرایایجـادسـاختارهاییاطـاقم یشـودکـهمیتواننـددر تخصصـیبـودنازجملـهمعایـبایـنتکنولوژیمحسـوب
طـولزمـاندرپاسـخبـهمحر کهـایخارجـیتغییـرکننـد.
ایـناصـولپرینـتسـ هبعدیرابـاتوانایـیموادبـرایتطبیق م یشــود.
شـکلیـاخـواصخـودبهشـیوهایکنتـرلشـدهترکیبمی باتوج هبـهاینکـهپرینترهـایسـ هبعدیتوانسـت هاندتحولـی
کنـد.هما نطـورکـهذکـرشـد،بعـدچهـارمدرایـنمـوردبـه بـزرگدرمهندسـیپزشـکیایجادکننـدوامکانـاتفراوانی
زمـاناشـارهدارد،زیـرابـهسـاختارهایچاپـیاجـازهم یدهد رابــرایطراحــیوســاختارهایپیچیــدهفراهــمنماینــد،
فنـاوریچـاپچهاربعـدینیـزب هعنـواننسـلجدیـدیاز
تـاپـسازچـاپتغییـریـاخـودمونتـاژشـوند. ایـنفنـاوریبـهظهـوررسـیدهاسـت.درادامـه،بـهبررسـی
بــرای ســاخت ســاز‌ههای ســ هبعدی ،مــوادی ماننــد
پلاسـتیک،فلـزوسـرامیکبـهطـورگسـترد‌هایب هعنـوان تکنولـوژیچـاپچهاربعـدیم یپردازیـم.
مــوادپرینــتســ هبعدیاســتفادهم یشــوند.باای نحــال،
بیشـترایـنمـوادبهدلیـلعـدمواکنشآنهـابـهمحر کهای نوآوریچاپچهاربعدی
اخخایرـجرًاـ،میـبوـاردابییشچــتارپیبچـاهاویربژگعـ یدهـیاقایبک‌الاربـسـردتفیابداهانسیـتسفـاتدنهاد.ز چ ـاپ چهاربع ـدی ب ـه معن ـای "چ ـاپ افزودن ـی" از اش ـیایی
چاپگرهایسـ هبعدیبـاتنظیمیااصـاحپارامترهـایفرایند اسـتکـهم یتواننـدخـودراتغییـردهنـد.اینتغییرشـکل
ماننـدویژگ یهـاینـازل،دمـاومحیطچـاپ،چاپشـد‌هاند؛ یـاعملکـردزمانـیرخم یدهـدکـهدرمعـرضیـکمحـرک
بنابرایـن،انتخـابمناسـبمـوادبـرایپرینـتچهاربعـدی ازپی شتعیی نشـدهماننـدفشـاراسـمزی،گرمـا،جریـان،نور
مـاورابنفـشیـاسـایرمنابـعانـرژیقـرارم یگیرند.اسـتفاده
مهـماسـت. ازفنـاوریچـاپچهاربعـدیدرکاربردهـایزیس تپزشـکی
درکاربردهـایزیس تپزشـکی،پرینـتزیسـتی 4بعـدیبـه پتانسـیلایجادانقلابیدرمراقب تهایبهداشتیوپزشکی
دلیـلپتانسـیلآنبـرایایجادباف تهـایـااندا مهایپیچیده رادارد.بـاترکیـببعـدچهـارم،یعنـیزمـان،چـاپزیسـتی
وکاربــردیمــوردتوجــهقــرارگرفتــهاســت.ایــنفنــاوری چهاربعـدیامـکانسـاختسـاختارهاییرافراهـمم یکنـد
ســاختســاختارهاییراممکــنم یســازدکــهم یتواننــد کـهم یتواننـدخـودتغییـرشـکلدادهوشـکلیـاخـواص
محیـطبومیسـلو لهاراتقلیدکننـدونشـان ههایلازمبرای
رشـد،تمایـزوبازسـازیرادراختیـارآنهاقراردهنـد.دراینجا خـودرادرپاسـخبـهمحر کهـایخارجـیتطبیـقدهنـد
برخـیازجنبـههـایکلیـدیپرینـتزیسـتی 4بعـدیدر بـارو شهـایچـاپسـ هبعدیسـاختاجسـامبـراسـاس
سـهمحـورهندسـی x،yو zانجـامم یشـود.امـادرچـاپ
کاربردهـایزیسـتپزشـکیآوردهشـدهاسـت: چهاربعـدی،بعـدجدیـدیبـهنـام"زمـان"اضافـهم یشـود.
ایـنبـدانمعنـانیسـتکـهزمـانصـرفشـدهبـرایانجـام
خودمونتاژ چـاپمدنظـراسـت،بلکـهگـذرزمـانرادرحال یکـهاشـیا
یکـیازمزی تهـایاصلـیپرینـتزیسـتی4بعـدی،توانایـی تغییـرشـکلم یدهنـد،نشـانم یدهـد.ایـنتفـاوتاصلی
سـاز‌ههایچاپـیبـرایخودآرایـییـاتبدیـلبهمعمـاریهای بیـنچـاپسـ هبعدیوچهاربعـدیاسـت.ب هعبار تدیگـر،
پیچی ـده پ ـس از چ ـاپ اس ـت .ای ـن ام ـکان ایج ـاد باف ـت ه ـا چــاپچهاربعــدیبــهمعنــای"چــاپســ هبعدیوزمــان"
یـاانـدامهـایپیچیـدهرابـدوننیـازبـهدسـتکاریخارجـی
فراهــممــیکنــدوامــکانتشــکیلشــبکههــایعروقــی اسـت.
ایـنمفهـومبـرایاولی نبارتوسـطآزمایشـگاهخـودمونتاژی
پیچیـدهیـاسـاختارهایخـاصانـدامرافراهـممـیکنـد. MITدرسـال 2013نشـاندادهشـد.فنـاوریچـاپ 4بعـدی
بــهاجســاماجــازهم یدهــدتــادرطــولزمــاندرمعــرض
پزشکیترمیمی محر کهــایخــاصماننــدفشــاراســمزی،گرمــایــانــور
چـاپزیسـتی 4بعـدیپتانسـیلقاب لتوجهـیدرپزشـکی تغییـرشـکلدهنـد.یکـیازمحدودی تهـایچاپزیسـتی
احیـاکننـدهدارد.هـدفپژوهشـگرانباچاپسـاختارهایی سـ هبعدیسـنتیایـناسـتکـهفـرضم یکنـدشـیچـاپ
کــهم یتواننــدخــودبــهخــودجمــعشــوند،باف تهــایــا شـدهثابـتوب یحرکـتباقـیم یمانـد.درمقابـل،پرینـت
11
