La impresión 4D es una impresión 3D convencional combinada con el elemento de tiempo adicional como la cuarta dimensión, donde los objetos impresos pueden volver a formarse o autoensamblarse a lo largo del tiempo con estímulos externos, como fuerza mecánica, temperatura o un campo magnético.

Ahora un equipo de investigación de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityU) ha logrado un avance innovador en la investigación de materiales mediante el desarrollo exitoso de la primera impresión 4D del mundo para cerámica, que es mecánicamente robusta y puede tener formas complejas.

Los precursores cerámicos impresos en 3D existentes, que generalmente son difíciles de deformar, también dificultan la producción de cerámica con formas complejas. Por ello y para superar estas limitaciones, el equipo de CityU ha desarrollado una novedosa “tinta de cerámica”, que es una mezcla de polímeros y nanopartículas cerámicas.

Los precursores de cerámica en 3D impresos con esta nueva tinta son suaves y pueden estirarse tres veces más allá de su longitud inicial.Estos precursores cerámicos flexibles y elásticos permiten formas complejas, como el doblado de origami. Con un tratamiento térmico adecuado, se pueden hacer cerámicas con formas complejas.

El equipo tardó más de dos años y medio en superar las limitaciones de los materiales existentes y desarrollar todo el sistema de impresión cerámica 4D. En el primer método de conformación, se imprimió primero un precursor y sustrato cerámico impresos en 3D con la nueva tinta.

El sustrato se estiró usando un dispositivo de estiramiento biaxial, y se imprimieron juntas para conectar el precursor que finalmente se colocó luego sobre el sustrato estirado.

En el segundo método, el patrón diseñado se imprimió directamente en el precursor de cerámica estirada
liberándose luego bajo control de programación de computadora y se sometió al proceso de auto-transformación.