Araştırmacılar, düz-paket mobilya oluşturmak için ölçeklendirilebileceklerini düşündükleri, ısıtıldıklarında kendilerini önceden belirlenmiş şekillere katlayan bir dizi 4D baskılı plastik nesne oluşturdular. Carnegie Mellon Üniversitesi’nin Morphing Matter Laboratuarı’nda araştırmacılar tarafından yapılan kendinden katlamalı nesneler, ısıtıldığında şekil değiştiren plastikten 3D baskıdır.
Araştırmacılar, sürecin bir ısı tabancası yardımıyla son şeklini alabilecek düz paket mobilya gibi ürünler üretmenin ilk adımı olabileceğine inanıyorlar. Ucuz bir 3D yazıcı kullanılarak oluşturulan, bir gül, bir tekne ve bir tavşan içeren plastik eşyalar, baskıdan sonra monte edilir. Warpage tipik olarak bir kusur olarak kabul edilirken, Morphing Matter Lab onu bir avantaj haline getirdi. İşlem Thermorph olarak adlandırılmıştır. Sürekli bir erimiş termoplastik filamenti yerleştirerek çalışan bir FDM yazıcı kullanır. Bu materyaller artık gerilmeyi içerir ve malzeme soğudukça ve stres giderildikçe, termoplastik, bazen bükülmüş kenarlar ve yüzeyler ile sonuçlanabilen, büzülme eğilimi gösterir.
Filamanın biriktirildiği hızı değiştirerek ve çözgü eğilimli malzemeleri, kontrata direnç gösteren kauçuk benzeri malzemelerle birleştirerek, ekip süreci tam olarak kontrol edebildi. Araştırma ekibinin “Standart donanım ile bir 3D yazıcı kullansak da, makinenin açık kaynaklı yazılımını, özel katlama açılarına ulaşmak için gerekli baskı hızını ve kalıplarını otomatik olarak hesaplayan kendi kodumuzla değiştirdik” dedi. “Yazılım eğri alanın bantlama hareketlerini temsil eden yeni eğri katlama teorisine dayanıyor” diye devam etti. Nesneler 3D yazıcıdan düz, sert plastik olarak ortaya çıkar, ancak sıcak suya yerleştirildiklerinde katlama işlemi tetiklenir.
Araştırmacılar, teknolojinin aynı zamanda, sandalyeler, tekneler, uydular ve hatta güneşin sıcaklığı altında şekle sokularak düz olarak sevk edilebilecek acil barınaklar gibi daha büyük kendi kendine katlanan yapıları basmak için kullanılabileceğine inanıyorlar. Ekip, “Etkileşimli, uçtan uca bir tasarım sistemi aracılığıyla, kendi kendini toparlamanın nasıl daha demokratik hale getirilebileceğini görmek istedik.” demektedir.
