Wordt 4D-printing dé standaard voor productdesign?

U loopt op een hete dag door de stad en uw kleren plakken van het zweet aan uw lijf. Plots ‘opent’ uw kleding zich onder invloed van de warmte en zorgt ze spontaan voor welgekomen verluchting. Blijft dit sciencefiction of behoort het binnenkort tot de realiteit?

Gematigd eens

4D-printen voegt aan de dimensies hoogte, breedte en diepte, ‘tijd’ als vierde dimensie toe. 4D-geprinte producten veranderen van vorm onder invloed van onder meer warmte, licht, water of zuurtegraad. “4D-printen behoort meer dan ooit tot de mogelijkheden”, zegt Bart Van der Schueren, CTO bij Materialise. “Maar om nu te zeggen dat de technologie uitgroeit tot dé standaard voor productontwikkeling, dat is een brug te ver.” Materialise heeft bijna dertig jaar ervaring met 3D-printen.

“Zeven à acht jaar geleden beweerden alle grote onderzoeksbureaus hetzelfde. Op korte termijn zouden we tien tot dertig procent van de Chinese import vervangen door lokaal geproduceerde 3D-prints. In elke huiskamer zou er een 3D-printer staan. Die hypestatus is overgewaaid, ” zegt Bart Van der Schueren. “Maar nu – in de stilte na de storm – zien we meer dan ooit de realistische groeiscenario’s voor de technologie.”

De sector van de medische toestellen maakt gebruik van 3D-printen, de juwelenmarkt, spelers uit de luchtvaart. “In dat kader zijn er wel degelijk mogelijkheden voor 4D-printen. Ik beschouw het als een speciale applicatie van 3D-printen, met de transformatieve eigenschappen van het gebruikte materiaal als extra dimensie. Het is een toepassing die bovendien een bijkomende uitdaging biedt aan het menselijke bevattingsvermogen. Op dat vlak zie ik een enorm potentieel voor software die toepassingen met 4D-printen op een heldere manier presenteert.”

Een polymeer verandert van vorm onder invloed van water (Skylar Tibbits et al.)

Gematigd oneens

De idee dat 4D-printen tot de standaard voor productdesign uitgroeit wil professor Brecht Van Hooreweder nuanceren. Hij doceert onder meer ‘3D-Printing – Additive Manufacturing’ aan de KU Leuven en leidt er de onderzoeksgroep 3D-printen. “Ondanks alle voorbeelden met toegevoegde waarde, de grote wereldwijde marktomvang en sterke jaarlijkse groeiverwachting zal 3D-printen de conventionele productietechnieken nooit volledig vervangen”, meent de professor. Hij noemt onder meer de lagere snelheid, hogere kostprijs en de gelimiteerde aantal bruikbare materialen als struikelblokken. “Op dit moment werken aan de KU Leuven 44 onderzoekers in een multidisciplinair team samen om die uitdagingen aan te gaan. Het is evenwel een utopische gedachte dat we alle nadelen kunnen wegwerken.”

De nieuwe generatie van multimaterialenprinters maakt het volgens professor Van Hooreweder eenvoudiger om 4D-producten te vervaardigen. “Al is het naar onze mening duidelijk dat, naar analogie met het 3D-printen, ook het 4D-printen nooit tot dé standaard voor productdesign zal uitgroeien, maar eerder een aanvulling zal vormen op bestaande systemen.”