4D打印技術(shù)介紹

所謂第4維度指的是時間，該技術(shù)就是讓物體隨著時間的推移，自我進行變化。例如家具可以自行組裝。這種技術(shù)需要一種可以創(chuàng)造多層材料的特制3D打印機，水作為材料打印出后進行擴展的能量來源。該技術(shù)仍面臨諸多難題。

所謂的“4D打印技術(shù)”，是一種能夠自動變形的材料。把這種可自動變形的材料放入水中，它就能按照產(chǎn)品的設(shè)計自動折疊成相應(yīng)的形狀。

這項技術(shù)由麻省理工學(xué)院的自組裝實驗室開發(fā)和明尼蘇達州和以色列合資的一家3D打印機制造商斯特塔西有限公司合作開發(fā)。4D打印不但能夠創(chuàng)造出有智慧、有適應(yīng)能力的新事物，還可以徹底改變傳統(tǒng)的工業(yè)打印甚至建筑行業(yè)

這個非常棒的概念就是創(chuàng)造出一種能夠在被打印出來之后發(fā)生改變的物體，而且它們能夠進行自我調(diào)整。打印不再是創(chuàng)造過程的終結(jié)，而僅僅是一條路徑。Tibbits在一場采訪中說道：“我們想要說的就是，你設(shè)計出產(chǎn)品并且打印出來，而它能夠進化。它就像在材料中植入了智慧?！?

麻省理工學(xué)院研發(fā)的自動變形材料更加高科技，它就像是擁有自我意識的機器人（300024），科學(xué)家通過軟件完成建模和設(shè)定時間后，變形材料會在指定時間自動變形成所需要的形狀。視頻中，一根多串的PVC復(fù)合材料管在水中完成了自動變形，過程中沒有使用打印機器。

據(jù)悉，視頻中演示使用的復(fù)合材料是由美國科技公司Objet Connex提供。公開信息顯示，Objet Connex主營3D打印，其3D打印機的特點是其對于光敏樹脂的處理，使得3D打印機能在14種不同材料的單一打印部件上打印。

PVC糊樹脂是光敏樹脂的原材料，生產(chǎn)PVC糊樹脂的A股上市公司英力特（000635）在互動易平臺表示，從理論上講，PVC糊樹脂可以作為3D打印的耗材，如果有企業(yè)從事3D打印生產(chǎn)業(yè)務(wù)的話，現(xiàn)有技術(shù)可以將PVC糊樹脂加工為光敏樹脂。氯堿化工（600618）的證代同樣表示，由于PVC糊樹脂應(yīng)用廣泛，不排除其可以作為3D打印的耗材。

4D打印視頻中復(fù)合材料的表現(xiàn)與記憶金屬看起來有一絲相似，但卻完全不同。從項目的介紹中可以發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料是通過Autodesk新研發(fā)的軟件Cyborg，對于材料進行編程模擬（Tibbits在Ted的演講第二部分還展示了材料在空氣中通過甩動而自動變形，使用了同樣的復(fù)合材料），使得材料按照預(yù)先設(shè)定好的時間形狀變形，照Tibbits的話說：讓物體如機器般自動制造，而不是先設(shè)定好物體然后再制造。

而記憶金屬則是在特定外部條件下回歸原來的形狀，即物體已經(jīng)被設(shè)定完成，而不是被制造。基于Objet Connex在3D打印上的表現(xiàn)，Tibbits的4D打印所采用的即是通過3D打印完成材料建模，同時在刷樹脂的過程中用芯片或塑形變化等達到使材料特定時間完成形變的目的。

盡管Tibbits在過去已經(jīng)創(chuàng)造了4D打印技術(shù)原型，但是他公布的系統(tǒng)已經(jīng)將這項技術(shù)改進到實用性階段，使用的智能材料比過去他創(chuàng)造的更簡單、更小而且更廉價。它也能夠被用于多種類型的材料，而不是像3D打印機一樣單單只限于一種塑料。Tibbits告訴TED的觀眾道：“這就像是沒有線和電機的機器人?！?

為了利用這種進化的4D打印技術(shù)的實用性，Tibbits和他的新麻省理工學(xué)院實驗室將與私人公司合作研究實際應(yīng)用，比如說家具制造以及最終的宇宙航天和建筑領(lǐng)域。Tibbits說道：“想象一下如果水管能夠膨脹或者收縮，或者甚至起伏波動來自動傳送水流?！笨紤]到Tibbits的研究所處的階段，4D打印最適合于比沙發(fā)小的物體，但是他希望在未來找到打印更大物體的方式。他說道：“我們才剛剛摸索到這項技術(shù)的表層。” 2100433B