4D Baskı Teknolojisi

FU CHUN SHIN (FCS) - PLASTİK ENJEKSİYON MAKİNELERİ

4D Baskı Teknolojisi

JACOM_CONTENT_CREATED_DATE_ON

JACOM_CONTENT_WRITTEN_BY

Özet

3D baskı, imalat endüstrisinde devrim yaratacak bir yöntem haline gelmektedir. Bilgisayar destekli tasarım, katmanlı üretim, imalat ve malzeme bilimi alanındaki önemli ilerlemeler, kendinden montajlı sistemler, kendinden iyileştirme ve malzeme özelliklerinde değişiklik yapma olanaklarını başlatmıştır. Katmanlı üretim geleneksel üretim yollarıyla üretilmesi zor olan karmaşık geometrilerin oluşturulmasına olanak sağlar. 4D baskı üzerine yapılan araştırmalar, fikrin ilk tanıtıldığı 2013 yılından beri, benzeri görülmemiş bir şekilde ilgi odağı olmuştur. 3D baskı teknolojisine dayanır, ancak ilave uyaran ve uyaranlara duyarlı malzemeler gerektirir.

Uyarıcı ve akıllı malzemeler arasındaki belirli etkileşim mekanizmalarının yanı sıra matematiksel modellemeden çok malzemeleri yapıların uygun tasarımına dayanarak, 4D baskılı yapılar zamanın bir fonksiyonu olarak gelişmektedir ve akıllı davranış sergilemektedir. 3D baskıdan farklı olarak, 4D baskı zamana bağlı, yazıcıdan bağımsız, öngörülebilir ve şekil / özellik / işlevlerin gelişimini hedeflemektedir. Bu da, kendi kendine montaj, çoklu işlevsellik ve kendi kendine onarım imkânı verir. Bu derleme 4D baskı sürecinin kapsamlı bir incelemesini sunar ve bu alanda rolü olan pratik kavramları ve ilgili araçları özetlemektedir.

Anahtar Kelimeler; Katmanlı üretim, 3D baskı, 4D baskı

1.Giriş

Katmanlı üretim veya 3D baskı, karmaşık yapıların katman katman oluşturulabileceği bir tekniktir. Stereolitografi (3D üretim yöntemi) ilk olarak 1983 yılında Charles Hull tarafından geliştirilmiştir ve o zamandan beri daha önceki patentlerin sona ermesiyle birlikte, katmanlı üretim için yeni teknolojilerin ve malzemelerin yeniliği için muazzam bir örnek oluşturmuştur. Gelecek bir bakış açısı, önümüzdeki 10 yıl içinde 3D baskı pazarına önemli bir yatırım olacağını göstermektedir (Wohlers, 2016). Katmanlı üretim; havacılık, inşaat, medikal ve savunma sanayi dâhil olmak üzere birçok sanayi sektörlerinde etki yaratmıştır. 3D baskı tasarımda esnekliğin yanı sıra malzeme tasarrufunu ve özelleştirilmiş tasarımların üretimini yapmayı sağlamaktadır.

Katmanlı üretim son yıllarda önemli bir zemin kazanmıştır. Low ve ark. (2016) mevcut tüm 3D baskı tekniklerini kapsamlı bir şekilde incelemiştir. Günümüzde 4D baskının ortaya çıkması ile, katmanlı üretim önümüzdeki on yıl içinde ekonomi ve toplum üzerinde büyük bir etkiye sahip olacaktır (Jiang ve ark., 2017).

4D baskı, harici uyaranlara yanıt olarak önceden programlanmış bir şekilde dönüşebilen ‘akıllı malzemeler’in kullanımı ile sağlanır. Bu teknoloji 4D baskı olarak bilinir ve dördüncü boyut olarak zamana atıfta bulunulur. Bilim ve teknolojinin 4D baskı ile ilk tanışması 2013 yılında gerçekleşmiştir. Kendini dönüştüren yapıların uygulamaları, birçok endüstride kullanılabilmektedir. Medikal, savunma ve uzay sanayileri, konuşlandırılabilir güneş panelleri, kompozit malzemeler gibi alanlarda daha belirgindir. Katmanlı üretimde şekil hafızalı malzemelerin kullanımı günümüzde yaygınlaşmıştır. Şekil hafızalı polimerlerin (SMP) ve şekil hafızalı polimer kompozitlerin (SMC) çok işlevliliğini gösteren çeşitli incelemeler yapılmıştır. Termoplastiklerin birkaç döngüden sonra şekil kazanma kabiliyetlerini yitirdikleri söylenir ve bu nedenle termosetlerin kullanımı uzay yapıları için yüksek sertlik ve çevresel dayanıklılık ile daha popüler hale gelir. Şekil hafızalı malzemeler (SMM), uygulanan bir uyaran sayesinde deformasyondan sonra şekillerini geri kazanabilir. Bu genellikle şekil hafızası efekti (SME) olarak bilinir. Genellikle şekil hafızalı alaşımlarda (SMA) süper esneklik ve şekil hafızalı polimerlerde viskoelastisite gözlenir. 4D baskının gelişmesi ve katmanlı üretimdeki hızlı büyüme ile SMM, çeşitli endüstrilerde önemli bir potansiyele sahip olmuştur. SMP'ler, SMA'lardan ziyade, gerinim kurtarma için daha büyük bir eğilim ile hafif olma avantajına sahiptir. Aynı anda çeşitli uyaranlarla da aktive edilebilirler. Aktivasyon için çoklu uyaranlara ek olarak, SMP'ler biyouyumlu ve biyobozunur olabilir, bu nedenle uygulama gereksinimlerine bağlı olarak uyarlanmalıdır. Örneğin, açık hücreli bir köpük olarak bir termoplastik poliüretan SMP, uzay uygulamaları ve biyomedikal kullanımlar için tasarlanmıştır (Huang ve ark., 2010).

2.Katmanlı Üretim

Katmanlı üretim, hızlı prototipleme amaçlı kullanılan ve son zamanlarda 3D Baskı olarak adlandırılan üretim yöntemlerinin genel adı olarak tanımlanabilir. Hızlı prototipleme (RP), ürün seri üretime geçmeden önce hızlı bir şekilde üretip ürünü somut hale getirerek temsili olarak oluşturmak için çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. Yöneticiler ve mühendisler, hem müşterilerin hem de diğer paydaşların fikirlerini test etmelerine ve geliştirme süreçlerinde geri bildirim sağlamasına olanak tanımak için hızlı prototipleme yöntemini kullanırlar. Ürün geliştirme sürecinde, hızlı prototipleme terimi, doğrudan dijital model verilerden fiziksel prototipler oluşturan teknolojileri tanımlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Hızlı prototipleme teknolojisinin kullanıcıları, bu terimin yetersiz olduğunu ve özellikle teknolojinin daha yeni uygulamalarını etkin bir şekilde tanımlayamadığını fark etmişlerdir. 3 boyutlu baskı makinelerinden elde edilen çıktı kalitesindeki iyileşmeler ile kullanımı giderek artmaktadır. 3D baskı ile üretilen pek çok parça doğrudan makinalarda kullanılmaktadır. Dolayısıyla bu ürünleri “prototip” olarak tanımlamak mümkün değildir.

Katmanlı üretim teknolojisinin temel ilkesi, başlangıçta üç boyutlu bir Bilgisayar Destekli Tasarım (3D CAD) sistemi kullanılarak tasarlanan bir modelin, süreç planlamasına ihtiyaç duymadan doğrudan üretilebilmesidir. 3D baskı teknolojisi ile doğrudan CAD verisinden karmaşık 3D ürünler üretilebilmektedir. Diğer üretim süreçleri, farklı özelliklerin üretilebileceği sırayı, hangi araçların ve işlemlerin kullanılması gerektiğini ve ürünün tamamlanması için hangi ek donanımların gerekli olabileceğini belirlemek için parça geometrisinin dikkatli ve ayrıntılı bir analizini gerektirmektedir. Bunun aksine, katmanlı üretimin sadece bazı temel boyutsal ayrıntılara, katmanlı üretim makinesinin nasıl çalıştığına ve parçayı oluşturmak için kullanılan malzemelere ilişkin temel bilgilere ihtiyaç vardır.

Katmanlı üretim; katmanlara malzeme ekleyerek parçaların yapılmasıdır; Her katman, orijinal CAD verisinden türetilen kısmın ince bir kesitidir. Şekil 1'de bir CAD datasından katmanlı üretim ile üretilmiş ürün gösterilmiştir. Katmanlı üretim; sanal CAD tanımından fiziksel sonuç kısmına doğru hareket eden bir dizi adımı içerir. Farklı ürünler farklı şekillerde ve farklı derecelerde katmanlı üretim ile üretilebilmektedir. Küçük, nispeten basit ürünler gibi görselleştirme modelleri için katmanlı üretim kullanabilirken, mühendislik içeriğine sahip daha büyük, daha karmaşık ürünler, geliştirme süreci boyunca geliştirilen ürünler de katmanlı üretim ile üretilebilir. Ayrıca ürün geliştirme süreçlerinin ilk aşamalarında katmanlı üretim ile üretilen kaba parçalara da ihtiyaç duyulabilir. Sürecin daha sonraki aşamalarında parçalar, kullanılmadan önce dikkatli bir tesviyeye (zımparalama, yüzey hazırlama ve boyama dâhil) ihtiyaç duyabilir.

Şekil 1. CAD Datasından Üretilen Katmanlı Üretim Ürünü

Katmanlı üretim aşağıdaki sekiz adımı içerir:

1.Adım: CAD

Tüm katmanlı üretim parçaları, dış geometriyi tamamen açıklayan bir bilgisayar destekli tasarım modeliyle başlamaktadır. Hemen hemen bütün profesyonel CAD katı modelleme yazılımları bu amaçlı kullanılır ancak çıktı 3D katı veya yüzey gösterimi olmalıdır. Tersine mühendislik ekipmanları ile de (örn. Lazer ve optik tarama) model oluşturulabilir.

2.Adım: STL Formatı

Katmanlı üretim makineleri standart haline gelmiş olan STL dosya formatını kabul etmektedir ve günümüzde neredeyse her CAD yazılımı bu dosya formatını desteklemektedir. STL formatı orijinal CAD modelinin yüzeylerini tanımlar ve dilimlerin hesaplanması için temel oluşturur.

3.Adım: STL Dosyasını Makineye Aktarma

Parçayı tanımlayan STL dosyası katmanlı üretim makinesine aktarılmalıdır.

4.Adım: Makine Ayarları

Katmanlı üretim makinesi, üretim öncesinde uygun şekilde ayarlanmalıdır. Bu ayarlar; malzeme kısıtlamaları, enerji kaynağı, katman kalınlığı, zamanlama, ilerleme vb. gibi parametreleri içerir.

5.Adım: Parça Oluşturması

Parçayı oluşturma süreci genellikle otomatik bir şekilde devam eder ve makine büyük ölçüde denetimsiz olarak devam edebilir. Materyal, güç veya yazılım arızalarının giderilmesi gibi bir hata meydana gelmediğinden emin olmak için makinenin yalnızca yüzeysel olarak izlenmesi gerekir.

6.Adım: Çıkarma İşlemi

Katmanlı üretim makinesi parçayı tamamladıktan sonra parça çıkarılmalıdır. Çalışma sıcaklığının yeterince düşük olduğundan ve hareket halinde herhangi bir komponent olmadığından emin olmak için çeşitli güvenlik önlemleriyle parçayı çıkarma işlemi yapılmalıdır.

7.Adım: İşlem Sonrası

Parçalar makineden çıkarıldıktan sonra bir miktar tesviye işlemi gerektirir. Parçalar üretilirken zayıf kalmaması için destek katmanlar oluşturulur bu nedenle işlem tamamlandıktan sonra bu katmanlar temizlik gerektirir.

8.Adım: Uygulama

Parçalar bu adımda hazır konumdadır. Bununla birlikte, kullanım için kabul edilmeden önce kabul edilebilir bir yüzey kalitesi, astar ve boya gerektirebilirler. Son işlem gereksinimleri çok talep edilirse, bu süreçler zahmetli ve uzun olabilir. Ayrıca, nihai bir model veya ürün oluşturmak için diğer mekanik veya elektronik bileşenlerle montajlanmaları da gerekebilir.

Katmanlı üretimin akış şeması Şekil 2’de gösterilmektedir.

Şekil 2. Katmanlı Üretim Akım Şeması

Katmanlı üretim sürecindeki sayısız aşamalar tartışılsa da, birçok katmanlı üretim makinesinin dikkatli bir bakım gerektirdiğini kavramak önemlidir. Birçok katmanlı üretim makinesinde dikkatle izlenilmesi gereken bakım talimatları ve tercihen kullanma şartları (Temiz ve gürültüsüz ortam vb.) bulunmaktadır. Katmanlı üretim makine satıcıları, makinelerin kabul edilebilir sınırlar içinde çalıştığını doğrulamak için periyodik olarak kullanılabilecek test metotları önerirler. Makinelere ek olarak, kullanılan malzemeler de ayrıca dikkatli kullanım gerektirebilir. Bazı katmanlı üretim işlemlerinde kullanılan hammaddeler sınırlı raf ömrüne sahiptir ve ayrıca istenmeyen kimyasal reaksiyonlardan korunma koşullarında tutulmaları da gerekebilir. Neme, fazla ışığa ve diğer kirletici maddelere maruz kalmaktan da kaçınılmalıdır. Katmanlı üretim teknolojisinde birden fazla parça için yeniden kullanılabilen malzemeler kullanır. Bununla birlikte, yeniden kullanım, birçok kez gerçekleştirildiğinde malzeme özellikleri bozulabilir, bu nedenle geri dönüşüm yoluyla tutarlı malzeme kalitesini sürdürmek için bir prosedür izlenmelidir.

2.1 Katmanlı Üretimin Konvansiyonel Yöntemlerle Karşılaştırılması

2.1.1 Avantajları

Malzeme Verimliliği: Çok miktarda malzemenin çıkarılması gereken konvansiyonel üretim yöntemlerinden farklı olarak, katmanlı üretim; parça katmanını katman halinde oluşturarak verimli bir şekilde ham maddeleri kullanır. Ayrıca malzemeler genellikle minimum işlemle tekrar kullanılabilir.

Kaynakların Verimliliği: Konvansiyonel üretim yöntemleri, ana makineye ek olarak fikstürler, kesici takımlar ve soğutucular gibi yardımcı kaynaklar gerektirir. Katmanlı üretim bu ek kaynakları gerektirmez. Sonuç olarak, parçalar müşterilere küçük üreticiler tarafından tedarik edilebilir. Bu da gelişmiş tedarik zinciri dinamiği için bir fırsat sunmaktadır.

Parça Esnekliği: Takım kısıtlamaları olmadığından, karmaşık özelliklere sahip parçalar tek bir parça halinde yapılabilir. Başka bir deyişle, üretim kolaylığı için parça işlevselliğini feda etmeye gerek yoktur. Ayrıca, değişken mekanik özelliklere sahip tek bir parça imal etmek de mümkündür. Bu da tasarım inovasyonu için fırsatlar oluşturmaktadır.

Üretim esnekliği: Katmanlı üretim makineleri maliyetli kurulum gerektirmez bu nedenle küçük seri üretimde ekonomiktir. Parçaların kalitesi, operatör becerilerinden ziyade sürece bağlıdır. Bu şekilde, üretim müşteri talebi ile kolayca senkronize edilebilir.

2.1.2 Dezavantajları

Tüm bu avantajları ile birlikte katmanlı üretim teknolojisi, özellikle aşağıdaki dezavantajlarından dolayı geleneksel üretim yöntemleri ile tam olarak rekabet edememektedir.

Boyut Sınırlamaları: Katmanlı üretim prosesleri genellikle, nesne katmanları oluşturmak için sıvı polimerler, reçine veya alçıdan oluşan bir toz kullanır. Bu malzemeler, malzeme mukavemeti eksikliği nedeniyle katmanlı üretim ile büyük boyutlu nesneler üretilememektedir. Büyük boyutlu nesneler, yapım sürecini tamamlamak için gereken sürenin uzun olması nedeniyle genellikle pratik olarak kullanılmamaktadır.

Yüzey Kalitesi: Katmanlı üretim prosesleri kullanılarak üretilen parçalar genellikle pürüzlü ve nervürlü bir yüzey kalitesine sahiptir. Bu görünüm, son ürüne bitmemiş bir görünüm veren plastik boncuklar veya büyük boyutlu toz parçacıklarından kaynaklanır.

2.2 Uygulama Alanları

Yenilikçi, ilerlemiş katmanlı üretim tekniklerinin iyileştirilmesi, daha kapsamlı endüstri uygulamalarına olanak tanıyarak oldukça ilerlemiştir. Subtraktif üretim ile karşılaştırıldığında, katmanlı üretim tekniği özellikle karmaşık geometrili parçalarda düşük hacimli ürünler üretmek için uygundur. Aşağıda katmanlı üretimini kullanıldığı; havacılık, otomobil, biyomedikal ve enerji sektörlerinden bahsedilmiştir.

Havacılık: Havacılık bileşenleri genellikle karmaşık geometrilere sahiptir ve titanyum alaşımları, nikel süper alaşımları, özel çelikler veya ultra yüksek sıcaklıklı seramikler gibi gelişmiş malzemelerden üretilirler. Bu işlemler maliyetli ve zaman alıcıdır. Ek olarak, havacılık üretim çalışmaları genellikle çok sayıda çeşit ve küçük parçalardan oluşmaktadır. Bu nedenle, katmanlı üretim teknolojisi havacılık uygulamaları için son derece uygundur.

Otomotiv: Yeni ürün geliştirme, otomotiv endüstrisi için kritik bir öneme sahiptir, ancak yeni bir ürün geliştirmek genellikle çok maliyetli ve zaman alıcı bir süreçtir. Otomotiv endüstrisi, katmanlı üretim teknolojisini otomotiv bileşenlerinin tasarımında ve geliştirilmesinde önemli bir araç olarak kullanmaktadır çünkü geliştirme döngüsünü kısaltabilir, üretim ve ürün maliyetlerini azaltabilir. Katmanlı üretim prosesleri ayrıca, motor egzozları, tahrik şaftları, dişli kutusu bileşenleri ve düşük hacimli araçlar için fren sistemleri gibi küçük miktarlarda yapısal ve fonksiyonel parçaların yapımında kullanılmıştır. Binek araçların aksine, motor sporları için üretilen araçlar genellikle hafif alaşımları (örneğin titanyum) kullanır ve oldukça karmaşık yapılara ve düşük üretim hacimlerine sahiptir. Şirketler ve araştırma enstitüleri ayrıca spor araçlarının fonksiyonel bileşenlerini üretmek için katmanlı üretim tekniklerini başarıyla uygulamışlardır.

Biyomedikal: Biyolojik bilimler ve biyomedikal alanındaki son gelişmeler ile biyomedikal alanda katmanlı üretim tekniklerinin ortopedik implantlar, doku iskeleleri, yapay organlar, tıbbi cihazlar, mikro damar ağları vb. gibi ürünlere uygulanması genişlemiştir.

Enerji: Yenilenebilir enerji (örneğin, güneş enerjisi, rüzgar enerjisi) ve temiz enerji (örn., hidrojen enerjisi) çevresel yükü ve fosil enerjisine bağımlılığı azaltmak için ümit vadeden çözümlerdir. “Yeşil” enerji cihazlarından biri olarak, yakıt hücreleri yüksek verimlilik, yüksek güç yoğunluğu ve düşük emisyon gibi büyük avantajlar sağlar. Katmanlı üretim teknolojisi bu enerji kaynaklarının üretiminde de kullanılmaktadır.

2.3 Katmanlı Üretimin Gelecek Uygulamaları

Daha hızlı bilgisayarlar, karmaşık kontrol sistemleri ve geliştirilmiş malzemeler ile yapım sürelerinin azaltılması katmanlı üretim sistemlerinin geleceği olacaktır. Daha iyi lazer optiği ve makine kontrolleri ile parça doğruluğu ve yüzey kalitesi iyileştirilebilir.

Metaller, seramik ve ayrıca kompozitler de dâhil olmak üzere polimerik olmayan malzemeler hakkındaki gelişmeler ile katmanlı üretim teknolojisinin yapabileceği ürün kapsamını genişleyecektir.

Şu anda en büyük katmanlı üretim makineleri 0.125 metreküp veya daha az hacimli parçalar ile sınırlıdır. Doğrudan robotik lazerler kullanarak büyük metal parçaların üretilmesi hedeflenmektedir.

4D Baskı Teknolojisi

Bilim dünyası 4D baskı fikri ile ilk olarak 2013 yılında karşılaşmıştır. Momeni ve ark., 2017 yılında yaptıkları çalışmada 4D baskının en basit şekilde 3D+zaman olarak tanımlanabileceğini öne sürmüşlerdir (Şekil 3).

Şekil 3. 4D baskının basit tanımı

Şekil 4. 3D ve 4D baskı arasındaki temel fark

Buna göre 3D yazdırılan yapının şekli, özelliği veya işlevselliği zamanın bir işlevi olarak değişebilir (Tibbits ve ark.,2014; Ge ve ark., 2013; Pei, 2014; Khoo ve ark., 2015).

Bu teknoloji üzerinde yürütülen çalışmaların sayısı arttıkça, burada daha kapsamlı bir 4D baskı tanımı sunulmaktadır. 4D baskı, 3D baskı yapısının şekil, özellik ve işlevsellik açısından hedeflenmiş bir evrimidir. Kendi kendine montaj, çok işlevli ve kendi kendine onarım sağlama yeteneğine sahiptir. Zamana bağlı, yazıcıdan bağımsız ve öngörülebilir. Yukarıda bahsedildiği gibi, 4D baskı, ayarlanabilir şekiller, özellikler veya işlevsellik ile dinamik yapıları (Tibbitsve ark., 2014;Pei, 2014; Gladman ve ark., 2016) üretebilir. Yapıdaki çoklu malzemelerin dağılımının tasarımı için matematiksel modelleme gereklidir. 4D basılı bir yapıda en az iki kararlı durum vardır ve yapı; karşılık gelen uyaran altında bir durumdan diğerine kayabilir (Zhou ve ark., 2015).

4D Baskı, katkı imalatında köklü bir değişimi gösteren yeni bir süreçtir. Çok malzemeli baskılar; zaman içinde dönüşebilme özelliği ya da bir şekilden diğerine değişebilen, doğrudan baskı yatağından çıkabilen özelleştirilmiş bir malzeme sistemini içeriyor. Bu teknik, doğrudan malzemelere yerleşmiş performans odaklı işlevsellik ile fikirden gerçeğe doğru akıcı bir yol sunuyor. Dördüncü boyut, zaman içinde dönüşüm olarak tanımlanmaktadır; basılı yapıların artık sadece durağan, ölü nesneler olmadığının altını çizmektedir; daha ziyade, programlanabilir şekilde aktif ve bağımsız olarak dönüşebilen ürünlerdir.

Connex makinesinin baskı kabiliyeti ve 4D Basılı materyaller ile şunlar gerçekleştirilebilir: çoklu malzeme özelliklerine sahip tek bir baskı, tek boyutlu iplik üç boyutlu bir şekle, herhangi bir iki boyutlu yüzey üç boyutlu bir şekle veya üç boyutlu bir şekil yine 3 boyutlu başka bir şekle dönüştürülebilir. Aktivasyon enerjisi olarak sadece su kullanır, bu da üretim için yeni bir olasılık ortaya atmaktadır. Benzer şekilde; yapılar ve ürünler için uyarlanabilinen dinamik yanıtlar artık sistemleri daha akıllı hale getirmek için; zaman, maliyet veya ekstra bileşenler eklemeden makul hale gelmektedir.

Çevresel, ekonomik, insani ve diğer nedenler devam ettikçe; kolaylık ve çeviklikle yanıt verebilecek, yüksek esnekliğe sahip sistemler bir gereksinim hatta zorunluluk olmaya devam edecektir. Bu bağlamda 4D Baskı, kullanıcı ihtiyaçlarına veya çevresel değişikliklere cevap verebilecek şekilde geliştirilebilir malzemelerin dünyasına ilk bakıştır.

Bu teknoloji temelde üç ana temele dayanır, bunlar; makine, malzeme ve geometrik programdır. Stratasys Connex makinesi gibi makineler; sert malzemeden yumuşak plastiklere ve saydam malzemelere kadar çeşitli malzeme özelliklerine sahip çok malzemeli PolyJet baskı ve nokta bulutu üzerinde yüksek çözünürlüklü kontrol sunmaktadır. Dinamik materyal, Stratasys malzeme araştırma grubu ile geliştirilerek su ile karşılaştığı zaman %150 oranında büyüyen hidrofilik bir polimerdir. Yazıcı, hem yapı hem de potansiyel enerji sağlamak için genişleyen aktif maddeyle aynı anda katı bir polimer malzeme biriktirir. 4D baskının canlılığı için önemli olan son bileşen, statik malzemenin doğrudan malzemenin kendilerine katılabilmesini sağlayan geometrik programın tasarımı ve yerleştirilmesidir.

Sert malzeme, katlanma için yapı ve açı sınırlayıcıları verir. Parça basıldığı zaman bir başlangıç pozisyonuna sahip olur, daha sonra su ile karşılaştıktan sonra aktif malzeme şişer, sert malzemeyi bükmeye zorlar. Sert malzeme komşu elemanlara çarptığında, katlanmayı durdurmaya zorlanır ve böylece nihai durum konfigürasyonuna ulaşır. Rijit ve aktif malzemelerin yerleştirilmesi, hacmi, gömülü bir geometrik programı ve bir şekilden diğerine tamamen bağımsız olarak dönüşecek aktivasyon enerjisini kapsamaktadır.

MIT ve Stratasys, her biri tek boyutlu ve iki boyutlu esnek şekillerden katı yapılara dönüşümü gösteren “MIT” harflerine ve karmaşık Selffolding Hilbert eğrilerine katlanan teller dâhil çeşitli fiziksel prototipler geliştirmiştir.

İlk deneyde, hem sert hem de aktif malzemeler içeren, yaklaşık 30 santimetre uzunluğunda tek bir şerit halinde basılmıştır. Suya batırıldığında, tek iplikçik 1D'den 2D'ye geçişi gösteren ‘MIT’ harflerine dönüşür. İkinci deneyde ayrıca tek bir iplik kullanılır; Bununla birlikte, bu 46 santimetre iplik, suya batırıldığında; sert bir tel kafes 3D küp haline dönüşmüştür. Birleşme yerlerinin her birine, katlanmış ve birbirinin üzerine dokunduğunda, ipliği 90 derecelik açılarla durması için zorlayan açılı sınırlayıcılar olarak hareket eden iki sert disk basılmıştır. Geometrik olarak, bu küp, çakışan veya kesişmeden küpün sekiz noktasından tek bir çizginin çizildiği fraktalHilbert eğrisinin ilk ürünüdür. Sırasıyla yaklaşık 4.3 metre (14 feet) ve 15 metre (50 fit) uzunluğunda olan ikinci ve üçüncü jenerasyonHilbert eğrileri de üretildi ve kendi kendine katlandı, her biri 20 cm'lik bir Hilbert küpüne katlandı.

İkinci bir yapı dizisi yüzey dönüşümlerini göstermektedir. Bu durumda, hem sert hem de aktif malzemelerle iki boyutlu düz bir düzlem basılmıştır. Bu düz düzlem, bir küpün altı açılmış yüzeyini temsil eder. Birleşme yerlerinin her birinde, son durumuna ulaştığında yüzeyin katlanmasını durduran 90 derecelik bir açı sınırlayıcıyı açıklayan uzun bir aktif ve sert malzeme şeridi basılmıştır. Suya batırıldığında, yüzey, köşeleri keskin olmayan yumuşatılmış kenarlara sahip kapalı bir yüzey küpüne katlanır. Kendiliğinden katlanan origami, suyla karşılaştıktan sonra deliklerin kapanması ve diğer küresel geometrik yeniden yapılandırmalar dâhil olmak üzere geniş bir yelpazede diğer 1D, 2D ve 3D şekillere de dönüşebilir.

Yeni Fiziksel ve Dijital Alet Setleri

Bu yeni dönüşüm teknolojisinden yararlanmak için; ilk fikirden fiziksel gerçekliğe kadar, MIT ve Autodesk Research yeni bir yazılım paketi geliştirmede işbirliği yaptı. Proje Cyborg, nano ölçekten insan ölçeğine kadar uygulamaları kapsayan bir tasarım platformudur. Yazılım, tasarım kısıtlamaları ve ortak katlama için kendinden montajlı ve programlanabilir materyallerin yanı sıra optimizasyon için simülasyon sunmaktadır. Amaç, bu yeni disiplinler arası aracı, 4D Baskı'nın günlük kullanıma uygun materyallere dönüşümü ile sıkı sıkıya birleştirmektir. Eşleştirilen yazılım ve donanım araçları, daha sonra bina simülasyonunu ya da simülasyonu ayarlayan geleneksel paradigmaları ortadan kaldıracaktır. Bu iş akışı; fiziksel ve dijital olarak tasarım olasılıklarının yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya doğru gelişimini/değişimini sunan, yeni simüle olasılıklarını teşvik eden fiziksel performansı ve malzemeleri ayarlayan simülasyonlar oluşturmayı amaçlamaktadır.

Uygulama Alanları

Mekanik aktüatörlerde ve biyomedikal cihazlarda 4D baskı uygulamalarının yanı sıra, teknoloji; akıllı tekstil ve giyim ile ilgili ürünler, çekici çiçek morfolojileri ve uyumlu bağlantı yerleri için uygulamalar bulur. Akıllı tekstillerin geliştirilmesi için, bir poli-laktik asit modeli (PLA) kullanılmış ve naylon kumaş üzerine basılmıştır. PLA kalıbı termal olarak duyarlı bir malzemedir ve bu nedenle kalıbı kumaşın başka bir şekle dönüşmesi için şeklini değiştirir (Şekil 11).

Şekil 5. PLA malzemesinden üretilen kumaşın sıcaklıkla şekil değiştirmesi

Şekil 6. 2D’den 3D’ye şekil değiştirebilen, boyutları 5 mm olan karmaşık çiçek morfolojileri

Şekil 7. Dört adet şekil hafızasına duyarlı 3D baskılı çiçek temalı halka setinin fotoğrafları. Üst sıra yapıların kalıcı şeklidir. En alt satır, geçerli olan geçici şeklidir.

Haleem ve ark., 2018 yılında yaptıkları çalışmada; ortopedi cerrahisinde kişiselleştirmenin aşılması gereken bir zorluk olduğunu, 3D baskı teknolojilerinin kısmen etkili bir şekilde bunu başardığını belirtmiştir. Ancak ortada bir gerçek var ki 3D baskı tekniği ve hatta geleneksel bir üretim tekniği ile üretilen model katıdır, basılan parçanın şeklinin ve boyutunun değişme olasılığı yoktur. Oysa canlılarda; zamanla parça büyür, şekil ve renk değiştirir. Teknolojilerin zamanla şekil ve boyut değiştirebilen parçalar üretebilecek derecede gelişmesi bu anlamda bir gereklilik olarak karşımıza çıkmaktadır (Vaish ve Vaish, 2018).

3D baskıdan 4D baskıya yükselme sırasında, esnek olan ve şeklini veya boyutunu zamanla değiştiren akıllı malzemeler kullanılır. 3D basılı zamana bağlı bir model, hem ortopedik cerrahide hem de tıbbi alanda iyi bir potansiyele sahiptir. Ortopedik cerrahide, hastanın büyümesi ve gereksinimlerine göre, çocuklarda büyümesi gereken yapay kemikler ve diğer ortopedik implantlar geliştirme ihtiyacı olabilir ve 4D baskı teknolojisi bu önemli gereksinimi etkin bir şekilde yerine getirebilir (Castro ve ark., 2017).

Bu bağlamda 4D baskı; mevcut makinelerde, kendi kendini montaj yapabilen ve zamanla şeklini değiştirebilen akıllı bir malzemenin kullanıldığı, burada baskı yapılan ürünün sıcaklık/ nem/basınç, vb. gibi parametrelerle reaksiyona girdiği 3 boyutlu baskının gelişmiş, yükseltilmiş bir sürümüdür. Ürün; biçimini değiştirmek için sıcaklık, basınç ve ışık gibi dış uyaranlarla kontrollü bir şekilde çeşitli işlevleri yerine getirebilen programlanabilir ve gelişmiş akıllı malzemelerden üretilir.

Bilgisayarlı tomografi (CT), Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI) taraması, 3D dilimleyici, OsiriX Görüntüleme Yazılımı, Mimics, 3D Doctor, Magics ve InVesalius gibi farklı yazılımlar 3D CAD modelleri oluşturmak için kullanılır. Bu 3D sanal model, akıllı malzeme kullanılarak 4D baskı teknolojileriyle yazdırılabilir bir dosya formatına dönüştürülür. Bu teknoloji, insan büyümesine duyarlı olan biyomedikal atel, stentler, organların biyobaskısı gibi 3D tıbbi cihazların geliştirilmesinde etkili bir şekilde kullanılabilir. Şekil 8, 4D baskının çeşitli klinik kullanımlarını özetlemektedir.

Şekil 8. Zamana göre aktif hale getirilmiş uyumlu bağlantı yerlerinin davranışını gösteren çalışma

4D baskı ile, hasta vücudunun ısısı ile genişleyebilen ve istenilen şekli alabilen stentler geliştirilebilir, hastalar karmaşık ve zor ameliyatlar olmak zorunda kalmayabilir. Sıcaklık ve zamanla şekil değiştirebilen malzemelerin kullanımı bunları mümkün kılar (Zarek ve ark., 2016; Bodaghi ve ark., 2018).

Bazı araştırmacılar ise yaptıkları çalışmalarda (Haq, 2015; Choi, 2015) 4D baskı teknolojisinin ‘dyspnea’yı (solunum güçlüğü) ile bebekler büyüdükçe zamanla şeklini değiştirebilen ve nefes almalarına yardımcı olan tıbbi bir implant üretilmesi ile tedavi ederek birçok bebeğin hayatını kurtaracağını öne sürmüşlerdir.

Gosnell ve ark., (2016) ve Yi ve ark., (2017) çalışmalarında 4D baskı akıllı malzemeyi kullanarak kalp, böbrek ve karaciğer üretilebileceğinden bahsetmiş bununla birlikte hassas ve mükemmel genetik uyum ile mükemmel esnekliğe sahip bu parçaları basabilmenin ne kadar umur verici olduğunun altını çizmişlerdir.

Araştırmacılar tarafından 4D baskı ile hastanın orijinal ten renginde basılmış olan bir deri naklinin ne kadar mükemmel bir seçenek olduğuna dikkat çekilmiştir. Hasta vücuduna kolayca implante edilebilecek ve orijinali gibi büyüyen bir deri yanık hastaları için hayati önem taşımaktadır (Khoo ve ark., 2015; He ve ark., 2018).

Bu teknoloji, mükemmel işlevsel özelliklere sahip 3D baskılanan karmaşık akıllı tıbbi cihazlar üretebilir. Zamanla ilgili ameliyat ihtiyacına göre ayarlanabilir.

Vücudun hareketini ve görünüşünü temsil etmek için dokunsal bir model üretebilir. Gelecekte, diğer imalat teknolojileri tarafından mümkün olmayan oldukça karmaşık bir ameliyat için de kabul edilebilir. El veya başka bir vücut hareketini doğru şekilde kopyalayan CT ve MRI taraması ile akıllı bir malzeme kullanarak bir model üretebilir. Anatomik ayrıntıları kesin ve doğru bir şekilde gösterebilir (Kuang ve ark., 2018; Zhao ve ark., 2018; Chae ve ark, 2015; Sanjeet ve Albert, 2016).

4D Baskı; Günümüz ve Gelecek

4D baskının hali hazırda kanıtlanmış olan kullanımları Şekil 9’da gösterilmiştir.

Şekil 9. 4D baskının potansiyel klinik uygulamaları

Ürünlerin ve süreçlerin geleceği için Self-Assembly Laboratuvarı'nın (MIT) vizyonu, programlanabilir basılı materyallerin tanıtımı ile kökten değişmiştir. Kişisel ve duyarlı ürünler; kullanıcıların taleplerine, biyometrik bilgilerine, vücut sıcaklıklarına, ter ve iç baskılara uyum sağlayacaktır. Benzer şekilde, ürünler artık nem içeriği, sıcaklık, basınç, yükseklik veya ses gibi çevresel değişikliklere karşı çok daha esnek ve ayarlanabilirliği çok yüksek olabilir. Eşsiz ve önemli düzeyde ayarlanabilen ürünler; malzemelerin kendi başlarına bir araya gelebildiği, yeniden yapılandırılabildiği, mutasyona uğratılabildiği ve çoğaltmaları için ortam enerjileri aracılığıyla aktive edildiği tamamen yeni yollarla üretilecektir. Denizaşırı nakliyelerdeki hacim kısıtlamaları; tam hacmine ve işlevselliğine teslim edildiğinde ulaşan düz paket malzemelerle önemli ölçüde azaltılacaktır. Bununla birlikte, nakliye malzemelerinin kendileri Newtonian olmayan benzer özelliklere sahip olacak ve kuvvetlere karşı koymaları, otomatik doldurulmuş yükler için boşluk doldurma kaplarını yeniden yapılandırmaları için özel yollarla tepki verecektir.

Gelecekteki tüm programlanabilir ürünler, başarısız olduklarında atılmayacaklar; daha doğrusu, yeni talepleri karşılamak için hata düzeltmeleri gerçekleştirilecek, hatta kendi kendilerini onaracaklardır. Ayrıca modası geçtiklerinde bile, geri dönüştürülebilirlik için kendi kendini parçalayabilirler ve kendilerini gelecekte kendilerine özgü yeteneklere sahip yeni ürünler olarak yeniden yapılandırılacak temel bileşenlerine indirgenebilir olacaklardır.

4D baskı ve programlanabilir aktif malzemeler; ürünlerin, nakliye ve imalat sektörlerinin geleceği için heyecan verici fırsatlar sunar. Dönüştürücü, çok durumlu, katmanlı üretim, dış güçlere neredeyse sınırsız bir cevap veren birçok malzemenin adeta bir paleti haline gelecektir. Self- Assembly Laboratuvarı, hem tek hem de çift fazlı dönüşümleri olan çeşitli dış enerjilere cevap veren 4D baskılı, tamamen özelleştirilebilir “akıllı” malzemelerden oluşan eksiksiz bir paket geliştirmeyi amaçlamaktadır.

Momeni ve ark., 2017 yılında yaptıkları çalışmada 4D baskının gelecekteki kullanım olanaklarına Şekil 10’da görüldüğü gibi yer vermişlerdir.

Şekil 10. 4D Baskı Uygulamaları

Sossou ve ark., (2018) yaptıkları çalışmada 4D baskıyı ve akıllı malzemeleri (SM) irdelemişler, bunların gelecekteki kullanım alanlarına dikkat çekmişlerdir. Buna göre özellikle akıllı malzemelerin tasarım yönüyle ilgili olarak 4D baskısının yeni çıkmakta olan alanına katkı sağlanmıştır. Hiller ve arkadaşları tarafından 2014'te geliştirilen VoxCad fizik motoru üzerine inşa edilmiş olan kütle yayına benzer bir modelleme şeması, hem geleneksel malzemeleri hem de voksel (bir pikselin 3D görünümü) temelinde uyarıcı malzemeleri teşvik etmek için kullanılmıştır. Isıya duyarlı hidrojel vokseller modellenmiştir. Bu malzemelerin davranışlarını gerçekçi bir şekilde simüle etmek için bir fizik motoru ortaya atılmıştır.

Şekil 11. 4D Baskı Gelecek Uygulamaları

Kabul edilen voksel tabanlı modelleme şeması, kullanıcıların herhangi bir malzemeyi durağan (3D) ya da akıllı malzeme (burada hidrojel) olarak modellemelerine izin verir, ayrıca bu dağıtımlar hızlı bir şekilde simüle edilebilir. 3D olarak basılmış bir hidrojel dağılımı Bakarich ve ark., (2015) tarafından, önerilen araç tarafından doğru şekilde simüle edilmiştir. Çalışmanın amacı, tasarımcıların 4D baskı devrimini benimsemelerini sağlamak için neler yapılabileceğini incelemektir.

Son çalışmalar beraberinde yapılması gereken birçok çalışmaya ışık tutmuştur. Araştırmacılar; bu durumun anlaşılmasına ek olarak, ısının vokseller tarafından algılanmasının ayrık bir ısı denkleminin kullanılması ile daha gerçekçi hale getirilebileceğini savunmuşlardır. Daha büyük ölçüde, tüm akıllı malzemelerin alanını kapsayacak şekilde daha fazla akıllı malzeme modeli tanıtılabilir.

Ayrıca, tasarımcıya sadece kendi dağıtımlarını şekillendirmesine izin vermenin yanı sıra (istenen bir değişikliğe ulaşmak için önemsiz olabilecek bir iş), her malzemenin önceden belirlenmiş, özel değişimler yapmak için, dağılımı olabilir (akıllı malzemelerin temel davranışlarına dayalı özel davranışlar). Bir kaynak ve hedef durumlar ve ilgili materyaller ile (geleneksel ve akıllı olanlar) verilen dağıtımları hesaplamak için topoloji optimizasyonuna benzer bir yöntem de olabilir. Ayrıca, gerçek dünyaya bir köprü olarak (ve fiziksel doğrulama için), bu şekilde üretilen dağıtım bir katmanlı üretim makinesine gönderilebilecek bir formatta kolayca dönüştürülebilir olmalıdır. Bu nedenle, modelleme maddesinin vokseller arasından seçilmesi, PolyJet gibi işlemlerin izin verdiği tasarım özgürlüğünü (özellikle malzeme karmaşıklığı konusunda) doğal olarak taşır.

Sonuç

4D baskı, bilimi mühendislik teknolojisi ile birleştirme sanatıdır. 4D baskının bilimsel yönü, yeni akıllı materyaller, uyaranlar ve matematiksel modelleme geliştirme konusundaki temel araştırmalarla ilgilidir. 4D baskı işlemi, mühendislik açısından bakıldığında, geleneksel üretim yöntemleriyle zor elde edilebilecek yenilikçi ve etkileyici uygulamalara olanak tanımaktadır. “4D baskı” terimi 2013 yılında ortaya atılmıştır ve o zamandan beri çeşitli disiplinlerden artan bir ilgi görmüştür. 4D baskı işleminin temeli, 3 boyutlu baskı işlemi, uyaran, akıllı ya da uyaranlara duyarlı malzemeler, etkileşim mekanizmaları ve matematiksel modellemeyi içerir. Bu özellikler, yazdırdıktan sonra zamanın bir işlevi olarak şekil / özellik / işlevlerde değişiklik yapılmasını sağlar. Ek olarak, 4D baskı üç ana özelliğe sahiptir: kendi kendine montaj, çok işlevli ve kendi kendine onarım. Kendi kendine onarım alanında diğer ikisine kıyasla daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir. 4D baskı işleminde matematiksel modelleme öncelikle üç nedenden ötürü gereklidir: şekil değiştirmenin zamanın bir işlevi olarak öngörülmesi; kendi kendine montaj işlemleri sırasında yapının bileşenleri arasında çarpışmaların önlenmesi ve son olarak, deneme yanılma deneylerinin sayısının azaltılması. 4D baskı işleminde kullanılan matematiksel modeller, istenen bir şekle, malzeme yapısına, malzeme özelliklerine ve uyarıcı özelliklere dayanarak geliştirilmelidir. 4D baskı, ilginç uygulamalarda çeşitli ölçeklerde kullanılabilir. 4D baskı sürecinin potansiyel uygulamalarını iyileştirmek ve en üst düzeye çıkarmak için gelecekte çok sayıda multidisipliner araştırma yapılması gerekmektedir.

Kaynaklar

Bakarich, S. E.,Gorkin III, R., Panhuis, M. I. H., & Spinks, G. M. 2015. 4D printing with mechanically robust, thermally actuating hydrogels. Macromolecular rapid communications, 36(12), 1211-1217.
Bodaghi M, Damanpack AR, Liao WH. 2018.Triple shape memory polymers by 4D printing. Smart Mater Struct., 27:1–16.
Campbell, T. A.,Tibbits, S., & Garrett, B. 2014. The programmable world. Scientific American, 311(5), 60-65.
Carbonell, C.,& Braunschweig, A. B. 2016. Toward 4D nano printing with tip-induced organic surface reactions. Accounts of chemical research, 50(2), 190-198.
Castro, N. J.,Meinert, C., Levett, P., & Hutmacher, D. W. 2017. Current developments in multifunctional smart materials for 3D/4D bioprinting. Current Opinion in Biomedical Engineering, 2, 67-75.
Chae MP, Hunter-Smith DJ, De-Silva I, Tham S, Spychal RT, Rozen WM. 2015. Four Dimensional (4D) printing: a new evolution in computed tomography-guided stereo litho graphic modeling. Principles and application. J Reconstr Microsurg, 31(6), 458–463.
Anon. 2015. https://www. livescience.com/50668-4d-implant-babies-breathing-problems.html, 23.01.2019.
Ge, Q.,Qi, H. J., & Dunn, M. L. 2013. Active materials by four-dimension printing. Applied Physics Letters, 103(13), 131901.
Gladman, A. S.,Matsumoto, E. A., Nuzzo, R. G., Mahadevan, L., & Lewis, J. A. 2016. Biomimetic 4D printing. Nature materials,15(4), 413.
Haleem, A.,Javaid, M., & Vaishya, R. 2018. 4D printing and its applications in Orthopaedics. Journal of Clinical Orthopaedics&Trauma, 9(3), 275-276.
Anon. 2015. http:// computingcage.com/4d-implant-saves-babies-with-breathing-problems/, 23.01.2019.
He P, Zhao J, Zhang J. 2018. Bioprinting of skin constructs for wound healing. Burns&Trauma,6(5), 1–10
Hiller, J.,Lipson, H. 2014.Dynamic simulation of soft multi material 3d-printed objects. SoftRobotics,1(1), 88–101.
Jamal, M.,Kadam, S. S., Xiao, R., Jivan, F., Onn, T. M., Fernandes, R.&Gracias, D. H. 2013. Bio‐origami hydrogel scaffolds composed of photocross linked PEG bilayers. Advanced healthcare materials, 2(8), 1142-1150.
Jiang, Y.,&Wang, Q. 2016. Highly-stretchable 3D-architected mechanical met materials. Scientific reports, 6, 34147.
Jung, J. P.,Bhuiyan, D. B., &Ogle, B. M. 2016. Solid organ fabrication: comparison of decellularizationto 3D bioprinting. Biomaterials research, 20(1), 27.
Khoo, Z. X.,Teoh, J. E. M., Liu, Y., Chua, C. K., Yang, S., An, J., Yeong, W. Y. 2015. 3D printing of smart materials: A review on recent progresses in 4D printing. Virtual and Physical Prototyping, 10(3), 103-122.
Kuang X, Chen K, Dunn CK, Wu J, Li VCF, Qi HJ.2018. 3D printing of highly stretchable, shape-memory, and self-healing elastomer to wardnovel 4D printing. ACS Appl Mater Interfaces, 10(8), 7381–7388.
Kuksenok, O.,&Balazs, A. C. 2016. Stimuli-responsive behavi or of composites integrating thermo-responsive gels with photo-responsive fibers. Materials Horizons, 3(1), 53-62.
Mueller, B. 2012. Additive manufacturing technologies–Rapid prototyping to direct digital manufacturing. Assembly Automation; 32(2).
Pei, E. 2014. 4D Printing: dawn of an emerging technology cycle. Assembly Automation, 34(4), 310-314.
R. Jiang, R. Kleer, and F. T. Piller. 2017. Predicting the future of additive manufacturing: A Delphi study on economic and societal implications of 3D printing for 2030 Technol. Forecast. Soc. Change.
Hegde, S.,&Hsiao, A. 2016. Improving the Fontan: Pre-surgical planning using four dimensional (4D) flow, bio-mechanical modeling and three dimensional (3D) printing. Progress in Pediatric Cardiology, 43, 57-60.
Sossou, G.,Demoly, F., Montavon, G., &Gomes, S. 2018. Design for 4D printing: rapidly exploring the design space around smart materials. Procedia CIRP, 70, 120-125.
T. Wohlers. 2016. 3D Printing and Additive Manufacturing State of the Industry.
Taylor, D. L.,& in het Panhuis, M. 2016. Self‐healing hydrogels. Advanced Materials, 28(41), 9060-9093.
Tibbits, S.,McKnelly, C., Olguin, C., Dikovsky, D., &Hirsch, S. 2014. 4D Printing and universal transformation.
Truby, R. L.,&Lewis, J. A. 2016. Printing soft matter in three dimensions. Nature, 540(7633), 371.
Vaish, A.,&Vaish, R. 2018. 3D printing and its applications in orthopedics. Journal of Clinical Orthopaedics&Trauma, 9, S74-S75.
W. M. Huang, Z. Ding, C. C. Wang, J. Wei, Y. Zhao, and H. Purnawali. 2010. Shape memory materials. Mater. Today, vol. 13, no. 7–8, pp. 54–61.
W.M. Huang, Sun. 2010.Mechanisms of the multi-shape memory effect and temperature memory effect in shape memory polymers, Soft Matter 6 4403–4406.
Zarek M, Mansour N, Shapira S, Cohn D. 2016. 4D printing of shape memory‐based personalize dendoluminal medical devices. Macromol Rapid Commun.
Zhao, T.,Yu, R., Li, X., Cheng, B., Zhang, Y., Yang, X., ... &Huang, W. 2018. 4D printing of shape memory polyurethane via stereo lithography. European Polymer Journal, 101, 120-126.
Zhou, Y.,Huang, W. M., Kang, S. F., Wu, X. L., Lu, H. B., Fu, J., &Cui, H. 2015. From 3D to 4D printing: approaches and typical applications. Journal of Mechanical Science and Technology, 29(10), 4281-4288.