Die vierte Dimension in der Fertigungstechnik

Wissenschaftler sprechen vom 4D-Druck. Sie meinen damit die einfache Herstellung von Objekten, die sich zeitabhängig verändern können. Forschende der ETH Zürich haben diesen Ansatz nun einen entscheidenden Schritt weitergebracht: Ein von ihnen entwickeltes Konstruktionsprinzip erlaubt tragfähige und vorhersagbare Strukturen.

» Von Fabio Bergamin, ETH News, 09.05.2017 07:00.

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3D-Drucker sind zum Standard vieler Forschungslabors geworden. Derweil wagt eine noch kleine Zahl von Forschenden weltweit den nächsten Schritt: Sie erweitert die Technik um eine weitere Dimension – jene der Zeit. Zu diesen Wissenschaftlern gehört auch Kristina Shea, Leiterin des Labors für Produktentwicklung und rechnerbasierte Methoden an der ETH Zürich. Beim sogenannten 4D-Druck werden bewegliche und veränderbare Objekte hergestellt, wie etwa flache Bausätze, die sich zu einem späteren Zeitpunkt zu dreidimensionalen Objekten entfalten lassen, oder sogar Objekte, die ihre Form in Abhängigkeit von äusseren Einflüssen ändern können.

ETH-Professorin Shea und ihre Gruppe haben diesen Ansatz nun um einen entscheidenden Schritt weitergebracht. Sie schufen ein Konstruktionsprinzip, dank dem sich die Formänderungen genau kontrollieren lassen. «Unsere flach hergestellten Strukturen verändern ihre Konfiguration nicht irgendwie, sondern genau wie von uns vorgesehen», sagt Tian Chen, Doktorand in Sheas Gruppe. Ausserdem können die Strukturen mit Gewicht belastet werden. Solche tragfähigen 4D-Druck-Objekte konnte vor den ETH-Wissenschaftlern noch niemand herstellen.

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