Impression 4D: Attendez une seconde, avez-vous dit impression 4D ?

Attendez une seconde, avez-vous dit impression 4D?

L’impression 3D, un type de fabrication additive, est considérée comme l’une des inventions les plus perturbatrices de la fabrication moderne. Il a fondamentalement modifié la façon dont les composants et les équipements sont fabriqués, ainsi que leur conception et leur développement, dans l’industrie. L’impression 3D permet aux fabricants et aux chercheurs de créer des formes et des structures sophistiquées que l’on pensait auparavant impossibles à créer en utilisant des méthodes de production traditionnelles. Au cours des trois dernières décennies, la technologie d’impression 3D a connu des percées constantes et a radicalement changé. Malgré sa capacité à générer des conceptions multi-matériaux sophistiquées, bio-inspirées, l’impression 3D n’est pas encore adaptée à la production de masse.

L’ajout d’une quatrième dimension à la technologie d’impression 3D est connu sous le nom d'« impression 4D ». Avec cette nouvelle dimension, les objets imprimés en 3D peuvent changer de forme indépendamment des stimuli environnementaux tels que la lumière, la chaleur, l’électricité, le champ magnétique, etc. Les éléments imprimés modifient la forme de manière dynamique en fonction des besoins et des exigences de la circonstance en incorporant la dimension du temps, sans pièces électromécaniques ou mobiles. La capacité des objets imprimés en 3D à changer de forme au fil du temps en réaction à des stimuli spécifiques est basée sur la capacité du matériau à se transformer au fil du temps en réponse à des stimuli spécifiques, et il ne nécessite pas d’interaction humaine pour faciliter le processus.

La demande croissante de produits flexibles dans une variété d’applications, telles que les emballages auto-pliants et les éoliennes adaptables, a stimulé l’essor de l’impression 4D.

Fouad Sabry est l’ancien responsable régional du développement commercial pour les applications chez Hewlett Packard (HP) pour l’Europe du Sud, le Moyen-Orient et l’Afrique. Fouad est titulaire d’un baccalauréat ès sciences (B.Sc.) en systèmes informatiques et contrôle automatique, d’une double maîtrise, (1) d’une maîtrise en administration des affaires (MBA) et (2) d’une maîtrise en gestion des technologies de l’information (MMIT) de l’Université de Melbourne (MoU) en Australie. Fouad a plus de 25 ans d’expérience dans les technologies de l’information et de la communication (TIC), travaillant dans des entreprises locales, régionales et internationales, telles que Vodafone et International Business Machines (IBM). Actuellement, Fouad est un entrepreneur, auteur, futuriste, axé sur les technologies émergentes et les solutions industrielles, et fondateur de la communauté One Billion Knowledgeable (1BK).

Impression 4D

Autres livres de The Author

1 – Machines intelligentes

2 – Interface cerveau-ordinateur

3 – Intelligence en essaim

4 – Véhicules autonomes

5 – Drones autonomes

6 – Robotique autonome

7 – Armes autonomes

8 – Robotique agricole

9 – Systèmes écologiques fermés

10 – Viande cultivée

11 – Agriculture verticale

12 – Propulsion plasma

13 – Moteur de détonation par impulsions

14 – Arcologie

Impression 15 – 4D

Série de The Author

Technologies émergentes en technologie de l’information

1 – Machines intelligentes

Technologies émergentes en neurosciences

1 – Interface cerveau-ordinateur

Technologies émergentes en robotique

1 – Intelligence en essaim

Technologies émergentes dans les objets autonomes

1 – Véhicules autonomes

2 – Drones autonomes

3 – Robotique autonome

4 – Armes autonomes

Technologies émergentes en agriculture

1 – Robotique agricole

2 – Systèmes écologiques fermés

3 – Viande cultivée

4 – Agriculture verticale

Technologies émergentes dans l’espace

1 – Propulsion plasma

2 – Moteur de détonation par impulsions

Technologies émergentes dans la construction

1 – Arcologie

Impression 2 – 4D

Un milliard de connaissances

Impression 4D

Attendez une seconde, avez-vous dit impression 4D?

Fouad Sabry

Copyright

Copyright d’impression 4D © 2021 par Fouad Sabry. Tous droits réservés.

Tous droits réservés. Aucune partie de ce livre ne peut être reproduite sous quelque forme que ce soit ou par quelque moyen électronique ou mécanique que ce soit, y compris des systèmes de stockage et de récupération d’informations, sans l’autorisation écrite de l’auteur. La seule exception est par un réviseur, qui peut citer de courts extraits dans une revue.

Couverture conçue par Fouad Sabry.

Ce livre est une œuvre de fiction. Les noms, personnages, lieux et incidents sont soit des produits de l’imagination de l’auteur, soit sont utilisés de manière fictive. Toute ressemblance avec des personnes réelles, vivantes ou mortes, des événements ou des lieux est entièrement fortuite.

Bonus

Vous pouvez envoyer un e-mail à [email protected] avec la ligne d’objet « Impression 4D: Attendez une seconde, avez-vous dit impression 4D? », et vous recevrez un e-mail contenant les premiers chapitres de ce livre.

Fouad Sabry

Visitez le site Web de 1BK à l’adresse

www.1BKOfficial.org

Préface

Pourquoi ai-je écrit ce livre ?

L’histoire de l’écriture de ce livre a commencé en 1989, alors que j’étais étudiant à l’école secondaire des étudiants avancés.

C’est remarquablement comme les écoles STEM (science, technologie, ingénierie et mathématiques), qui sont maintenant disponibles dans de nombreux pays avancés.

STEM est un programme basé sur l’idée d’éduquer les étudiants dans quatre disciplines spécifiques - sciences, technologie, ingénierie et mathématiques - dans une approche interdisciplinaire et appliquée. Ce terme est généralement utilisé pour traiter d’une politique éducative ou d’un choix de programme d’études dans les écoles. Cela a des répercussions sur le développement de la main-d’œuvre, les préoccupations en matière de sécurité nationale et la politique d’immigration.

Il y avait un cours hebdomadaire dans la bibliothèque, où chaque étudiant est libre de choisir n’importe quel livre et de lire pendant 1 heure. L’objectif de la classe est d’encourager les élèves à lire des matières autres que le programme éducatif.

Dans la bibliothèque, alors que je regardais les livres sur les étagères, j’ai remarqué d’énormes livres, totalisant 5 000 pages en 5 parties. Le nom du livre est « L’Encyclopédie de la technologie », qui décrit tout ce qui nous entoure, duzéro absolu aux semi-conducteurs, presque toutes les technologies, à cette époque, étaient expliquées avec des illustrations colorées et des mots simples. J’ai commencé à lire l’encyclopédie, et bien sûr, je n’ai pas pu la terminer dans le cours hebdomadaire de 1 heure.

J’ai donc convaincu mon père d’acheter l’encyclopédie. Mon père a acheté tous les outils technologiques pour moi au début de ma vie, le premier ordinateur et la première encyclopédie technologique, et les deux ont un grand impact sur moi-même et ma carrière.

J’ai terminé toute l’encyclopédie pendant les mêmes vacances d’été de cette année, puis j’ai commencé à voir comment fonctionne l’univers et comment appliquer ces connaissances aux problèmes quotidiens.

Ma passion pour la technologie a commencé il y a plus de 30 ans et le voyage continue.

Ce livre fait partie de « L’Encyclopédie des technologies émergentes » qui est ma tentative de donner aux lecteurs la même expérience incroyable que j’ai eue quand j’étais au lycée, mais au lieu des technologies du 20ème siècle, je suis plus intéressé par les technologies émergentes du 21ème siècle, les applications et les solutions industrielles.

« L’Encyclopédie des technologies émergentes » sera composée de 365 livres, chaque livre sera axé sur une seule technologie émergente. Vous pouvez lire la liste des technologies émergentes et leur catégorisation par industrie dans la partie « Coming Soon », à la fin du livre.

365 livres pour donner aux lecteurs la chance d’accroître leurs connaissances sur une seule technologie émergente chaque jour au cours d’une période d’un an.

Introduction

Comment ai-je écrit ce livre ?

Dans chaque livre de « L’Encyclopédie des technologies émergentes », j’essaie d’obtenir des informations de recherche instantanées et brutes, directement de l’esprit des gens, en essayant de répondre à leurs questions sur la technologie émergente.

Il y a 3 milliards de recherches Google chaque jour, et 20% d’entre elles n’ont jamais été vues auparavant. Ils sont comme une ligne directe vers les pensées des gens.

Parfois, c’est « Comment puis-je enlever le bourrage papier ». D’autres fois, ce sont les peurs déchirantes et les désirs secrets qu’ils n’oseraient jamais partager avec Google.

Dans ma quête pour découvrir une mine d’or inexploitée d’idées de contenu sur « l’impression 4D », j’utilise de nombreux outils pour écouter les données de saisie semi-automatique des moteurs de recherche comme Google, puis je lance rapidement toutes les phrases et questions utiles, les gens demandent autour du mot-clé « Impression 4D ».

C’est une mine d’or de perspicacité des gens, que je peux utiliser pour créer du contenu, des produits et des services frais et ultra-utiles. Les gens gentils, comme vous, veulent vraiment.

Les recherches de personnes sont l’ensemble de données le plus important jamais collecté sur la psyché humaine. Par conséquent, ce livre est un produit en direct, et constamment mis à jour par de plus en plus de réponses pour de nouvelles questions sur « l’impression 4D », posées par des gens, tout comme vous et moi, s’interrogeant sur cette nouvelle technologie émergente et souhaitant en savoir plus à ce sujet.

L’approche pour écrire ce livre est d’obtenir un niveau plus profond de compréhension de la façon dont les gens recherchent autour de « l’impression 4D », en révélant des questions et des requêtes que je ne penserais pas nécessairement du haut de ma tête, et en répondant à ces questions avec des mots super faciles et digestes, et de naviguer dans le livre d’une manière simple.

Donc, quand il s’agit d’écrire ce livre, j’ai veillé à ce qu’il soit aussi optimisé et ciblé que possible. Le but de ce livre est d’aider les gens à mieux comprendre et développer leurs connaissances sur « l’impression 4D ». J’essaie de répondre le plus possible aux questions des gens et d’en montrer beaucoup plus.

C’est une façon fantastique et magnifique d’explorer les questions et les problèmes que les peuples ont et d’y répondre directement, et d’ajouter de la perspicacité, de la validation et de la créativité au contenu du livre – même des pitchs et des propositions. Le livre révèle des domaines de recherche riches, moins encombrés et parfois surprenants que je n’atteindrait pas autrement. Il ne fait aucun doute qu’il est prévu d’augmenter les connaissances de l’esprit des lecteurs potentiels, après avoir lu le livre en utilisant cette approche.

J’ai appliqué une approche unique pour rendre le contenu de ce livre toujours frais. Cette approche dépend de l’écoute de l’esprit des gens, en utilisant les outils d’écoute de recherche. Cette approche m’a aidé à :

Rencontrez les lecteurs exactement là où ils se trouvent, afin que je puisse créer un contenu pertinent qui touche une corde sensible et conduit à une meilleure compréhension du sujet.

Gardez le doigt fermement sur le pouls, afin que je puisse obtenir des mises à jour lorsque les gens parlent de cette technologie émergente de nouvelles façons, et surveiller les tendances au fil du temps.

Découvrir des trésors cachés de questions nécessite des réponses sur la technologie émergente pour découvrir des informations inattendues et des niches cachées qui renforcent la pertinence du contenu et lui donnent un avantage gagnant.

Arrêtez de perdre du temps sur les intuitions et les conjectures sur le contenu voulu par les lecteurs et remplissez le contenu du livre avec ce dont les gens ont besoin et dites adieu aux idées de contenu sans fin basées sur des spéculations.

Prenez des décisions solides et prenez moins de risques pour obtenir des sièges aux premières loges pour ce que les gens veulent lire et veulent savoir – en temps réel – et utilisez les données de recherche pour prendre des décisions audacieuses, sur les sujets à inclure et les sujets à exclure.

Rationalisez ma production de contenu pour identifier les idées de contenu sans avoir à passer au crible manuellement les opinions individuelles pour gagner des jours, voire des semaines de temps.

C’est merveilleux d’aider les gens à accroître leurs connaissances d’une manière simple en répondant simplement à leurs questions.

Je pense que l’approche de l’écriture de ce livre est unique car il rassemble et suit les questions importantes posées par les lecteurs sur les moteurs de recherche.

Remerciements

Écrire un livre est plus difficile que je ne le pensais et plus gratifiant que je n’aurais jamais pu l’imaginer. Rien de tout cela n’aurait été possible sans les travaux réalisés par des chercheurs prestigieux, et je tiens à souligner leurs efforts pour accroître les connaissances du public sur cette technologie émergente.

Dédicace

Pour les illuminés, ceux qui voient les choses différemment et veulent que le monde soit meilleur, ils n’aiment pas le statu quo ou l’État existant. Vous pouvez être trop en désaccord avec eux, et vous pouvez discuter avec eux encore plus, mais vous ne pouvez pas les ignorer, et vous ne pouvez pas les sous-estimer, parce qu’ils changent toujours les choses... ils poussent la race humaine vers l’avant, et tandis que certains peuvent les voir comme des fous ou des amateurs, d’autres voient des génies et des innovateurs, parce que ceux qui sont assez éclairés pour penser qu’ils peuvent changer le monde, sont ceux qui le font et conduisent les gens à l’illumination.

Épigraphe

Définition : L’impression en 4 dimensions utilise les mêmes techniques d’impression 3D par dépôt de matériau programmé par ordinateur en couches successives pour créer un objet tridimensionnel.

Importance: L’avantage le plus évident de l’impression 4D est que grâce au pliage informatique, les objets plus grands que les imprimantes peuvent être imprimés en une seule partie. Étant donné que les objets imprimés en 4D peuvent changer de forme, rétrécir et se déplier, les objets trop grands pour tenir une imprimante peuvent être compressés pour l’impression 3D dans leur forme secondaire.

Matériaux: La technologie d’impression 4D utilise des matériaux tels que les polymères à mémoire de forme unique, les élastomères à cristaux liquides, l’hydrogel composite, les composites, les multimatériaux et d’autres matériaux multifonctionnels en raison de leurs propriétés thermomécaniques et d’autres propriétés matérielles.

Fondateur: L’ancêtre de cette technologie émergente est l’informaticien Skylar Tibbits, fondateur et co-directeur du Self-Assembly Lab du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Les origines de l’impression 4D sont dans l’introduction d’un facteur temps à l’impression 3D.

Science: L’impression 4D fait essentiellement référence à la capacité des objets imprimés en 3D à changer de forme au fil du temps en raison de la chaleur ou de l’eau, tandis que l’aspect réversibilité de celle-ci leur permet de revenir à leur forme d’origine.

Table des matières

Impression 4D

Autres livres de The Author

Série de The Author

Impression 4D

Copyright

Bonus

Préface

Introduction

Remerciements

Dédicace

Épigraphe

Table des matières

Chapitre 1 : Impression 4D

Chapitre 2 : Produit quadridimensionnel

Chapitre 3 : Architecture réactive

Chapitre 4 : Conception assistée par ordinateur réactive

Chapitre 5 : Impression 3D

Chapitre 6 : Modélisation 3D

Chapitre 7 : Scan 3D

Chapitre 8 : Marché de l’impression 3D

Chapitre 9 : Bioimpression 3D

Chapitre 10 : Impression 3D alimentaire

Chapitre 11: Format de fabrication 3D

Chapitre 12 : Vitesse d’impression 3D

Chapitre 13 : Systèmes 3D

Épilogue

À propos de l’auteur

À venir

Annexes : Technologies émergentes dans chaque industrie

Chapitre 1 : Impression 4D

-l’impression dimensionnelle (impression 4D; également connue sous le nom de bio-impression 4D, origami actif ou systèmes de morphing de forme) utilise les mêmes processus que l’impression 3D pour construire un objet tridimensionnel par dépôt de matériau programmé par ordinateur en couches consécutives. En impression 4D, cependant, la forme 3D finale peut se transformer en différentes formes en réponse à des stimuli externes, la 4ème dimension étant le changement de forme dépendant du temps après l’impression. Il s’agit donc d’un type de matière programmable dans lequel, après fabrication, le produit imprimé réagit aux conditions environnementales (humidité, température, tension, etc.) et change de forme en conséquence.

Techniques d’impression

La stéréolithographie est un procédé d’impression 3D qui utilise la photopolymérisation pour relier des couches de substrat afin de former un réseau polymère. Contrairement à la modélisation par dépôt fondu, dans laquelle le matériau extrudé durcit instantanément pour former des couches, l’impression 4D est principalement basée sur la stéréolithographie, dans laquelle la lumière ultraviolette est généralement utilisée pour durcir les matériaux empilés une fois le processus d’impression terminé. L’anisotropie est essentielle dans l’ingénierie de la direction et de la quantité de transformations dans une situation spécifique en organisant les micromatériaux de manière à ce que l’impression finale ait intégré la directionnalité.

Architecture fibre

Tibbits et al. ont imprimé un polymère composite qui réagit lorsqu’il est immergé sous l’eau.

La majorité des technologies d’impression 4D reposent sur un réseau de fibres de tailles et de qualités de matériaux différentes. Les composants imprimés en 4D peuvent être conçus à la fois à l’échelle macro et micro. Des simulations moléculaires / fibres complexes qui se rapprochent des propriétés agrégées des matériaux de tous les matériaux utilisés dans l’échantillon sont utilisées pour réaliser une conception à l’échelle micro. La forme de déformation lors de l’activation du stimulus est directement liée à la taille, à la forme, au module et au motif de connexion de ces pièces de construction en matériau.

Polymères hydroréactifs/hydrogels

Skylar Tibbits, responsable du laboratoire d’auto-assemblage du MIT, a collaboré avec le groupe Stratasys Materials pour créer un polymère composite composé de pièces extrêmement hydrophiles et de matériaux non actifs et très rigides. Les qualités distinctes de ces deux matériaux différents ont permis jusqu’à 150% de gonflement de certaines régions de la chaîne imprimée dans l’eau, tandis que les éléments rigides ont établi des limites structurelles et angulaires pour la chaîne modifiée. Ils ont créé une chaîne qui s’est transformée en un cube de cadre métallique lorsqu’elle est immergée dans l’eau et une autre chaîne qui s’écrit « MIT » lorsqu’elle est immergée dans l’eau.

Composites cellulosiques

Thiele et al. ont étudié la possibilité d’un matériau à base de cellulose qui pourrait être sensible à l’humidité. Ils ont créé un film bicouche en utilisant des esters de cellulose steraroyl avec différents degrés de substitution de chaque côté. Un ester était très hydrophile avec un degré de substitution de 0,3, tandis que l’autre était très hydrophobe avec un degré de substitution de 3. Le côté hydrophobe s’est rétréci et le côté hydrophile s’est dilaté lorsque l’échantillon a été refroidi de 50 °C à 22 °C et que l’humidité relative est passée de 5,9 % à 35 %, ce qui a entraîné un enroulement serré de l’échantillon. L’inversion des réglages de température et d’humidité a permis à l’échantillon de se dérouler à nouveau, prouvant que le processus est réversible.

A. Sydney Gladman et al. ont été en mesure d’imiter l’activité nastic des plantes en comprenant le gonflement anisotrope et en cartographiant l’alignement des fibrilles imprimées. Les branches, les tiges, les bractées et les fleurs varient la