Muuttuvat rakenteet 4D-tulostuksessa: mallinnus ja sovellukset

Ylitolonen, Turkka (2026)
 
Avaa tiedosto
Lataukset: 



Ylitolonen, Turkka
2026

Teknisten tieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2026-05-13
Näytä kaikki kuvailutiedot
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202605125478
Tiivistelmä
4D-tulostus on 2010-luvun alussa kehittynyt valmistusmenetelmä, jolla pystytään valmistamaan muuttuvia rakenteita. Tämä tutkimus tarkastelee 4D-tulostusta: muodonmuutosten mahdollistajia, kappaleen suunnittelua ja sovelluskohteita. Tutkimus on toteutettu kirjallisuuskatsauksena. Työn alussa esitellään 4D-tulostuksen perusteet, jonka jälkeen tarkastellaan 4D-tulostuksen mahdollistajia (ärsykkeet ja älykkäät materiaalit). Lopuksi tutkitaan kappaleen suunnittelua 4D-tulostuksessa, sekä tekniikan sovelluskohteita.
4D-tulostus perustuu älykkäiden materiaalien ja tiettyjen ärsykkeiden käyttöön. Työssä tarkasteltiin erilaisten ärsykkeiden ja älykkäiden materiaalien toimintatapoja. Kappaleen suunnittelusta tarkasteltiin suunnittelun periaatteita 4D-tulostuksen näkökulmasta, mallintamista sekä haasteita. 4D-tulostuksen sovelluskohteista käsiteltiin lääketiedettä, pehmeää robotiikkaa ja elektroniikkaa.
Työn aikana havaittiin, että 4D-tulostettavien kappaleiden suunnittelu ja mallinnus on vielä hankalaa. Tarvittavia ohjelmistoja kappaleiden muodonmuutoksien ennustamiseen ei ole vielä olemassa. Lisäksi haasteita tuo valitun tulostustekniikan materiaalin pursotuksen epäluotettavuus.
4D-tulostus on nopeasti kehittyvä teknologia, jolla on merkittävä potentiaali useilla aloilla. Tekniikan laajempi käyttöönotto edellyttää kuitenkin uusia materiaaleja, valmistusprosessien parantamista sekä parempia mallinnusmenetelmiä.
Kokoelmat