رویکرد ساخت افزایشی و آینده آن را میتوان ساخت محصولات شخصی با کمترین هزینه، مصرف انرژی و هدر رفت مواد عنوان کرد. این امر بدین معناست که تمرکز در ساخت باید هم‌زمان بر روی روش تولید و نیز فرآیند طراحی قرار گیرد. داشتن آزادی در طراحی، امکان خلق محصولاتی باسلیقه مشتری را فراهم می‌کند. این رؤیا امروزه با تکامل مفهوم پرینت سه‌بعدی و افزوده شدن بعد دیگری به آن به نام «زمان»، بیش از پیش رنگ واقعیت به خود پذیرفته است.
در این حالت، قطعهای که توسط پرینت سه‌بعدی تولید میشود میتواند پس از ساخت، شکل و خواص خود را تغییر دهد؛ به عبارت دیگر، محصولات تولید شده هوشمند بوده و می‌توانند بسته به محیط و محرک‌های خارجی، تغییر حالت پیدا کنند. این فناوری نوظهور که پس از سخنرانی TED اسکایلر تیبیتس[1] (مدیر آزمایشگاه مونتاژ خودبه‌خودی دانشگاه MIT) در سال 2013 به فناوری پرینت چهاربعدی مشهور شده است، به قابلیت پرینت سه‌بعدی مواد هوشمند اشاره دارد. مونتاژ خودبه‌خودی هم‌اکنون نیز در مقیاس نانو صورت می‌گیرد و نیروی محرکه مورد نیاز برای فرآیندهای مختلفی نظیر خم شدن پیوندهای پروتئینی و شکل‌گیری کریستال محسوب میشود. با تعمیم مونتاژ خودبه‌خودی به سطح صنعتی، میتوان محصولاتی ارزان‌قیمت با فرآیندهای بسیار ساده‌تر را تولید نمود یا تکنولوژی‌های بدیعی را برای ساخت قطعاتی که در شرایط معمول امکان تولیدشان وجود ندارد، ارائه کرد. فناوری پرینت چهاربعدی به عبارتی یک گام فراتر از حوزه اینترنت اشیا برداشته و مفهوم هوشمندی را به ساختارهای تشکیل‌دهنده مواد و در نهایت محصولات مختلف تعمیم می‌دهد. البته این فناوری با چالش‌های مختلفی نیز روبروست که از آن جمله میتوان به اختلال در عملکرد یک قطعه به‌واسطه جامع نبودن مدل رفتاری تغییرات خواص ماده نسبت به تمامی محرک‌های محیطی اشاره کرد. بروز چنین اختلالاتی در قطعات حساس مانند بال‌های یک جنگنده میتواند خسارت‌های جبران‌ناپذیری را به همراه داشته باشد.
با توجه به موارد مطرح شده میتوان گفت که توسعه فناوری پرینت چهاربعدی، شیوه تولید، اقتصاد و خدمات مبتنی بر تمامی محصولات را در کلیه سطوح ملی خصوصاً حوزه نظامی و زیرساخت‌های عمرانی دستخوش تغییرات چشم‌گیری خواهد کرد. ازاین‌رو، لازم است تا سیاست‌هایی به‌منظور توسعه ظرفیت این فناوری اتخاذ و کشور به بازیگری فعال در این حوزه در سطح منطقه و بین‌الملل تبدیل گردد. این فناوری در کنار طرح استراتژیک ژنوم مواد، دو بازوی قدرتمند توسعه فناوری‌های نوظهور محسوب شده که به‌طور ویژه توسط ایالات متحده آمریکا به‌منظور حفظ برتری خود در فناوری‌های نوین و شتاب بخشیدن بدان دنبال می‌شوند. بدین منظور در این گزارش تلاش شده تا با پاسخ به سؤالات زیر، به این مهم پرداخته شود:
- فناوری پرینت چهاربعدی چه وجوه استراتژیکی دارد؟
- فناوری پرینت چهاربعدی چگونه میتواند باعث تحول در حوزه ساخت و دستیابی به فناوری‌های قدرت‌آفرین شود؟
- چالش‌های ملی پیش روی توسعه‌ی فناوری پرینت چهاربعدی چیست؟
[1] Skylar Tibbits
