4d打印原理

4d打印原理

所谓的4D打印，比3D打印多了一个“D”也就是时间维度，人们可以通过软件设定模型和时间，变形材料会在设定的时间内变形为所需的形状。准确地说4D打印是一种能够自动变形的材料，直接将设计内置到物料当中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。

4D打印让快速建模有了根本性的转变。与3D打印的预先建模然后使用物料成形并不一样，4D打印直接将设计内置到物料当中，简化了从“设计理念”到“实物”的创物过程。让物体如机器般“自动”创造，不需要连接任何复杂的机电设备。为了充分应用这一新技术，Autodesk公司的研发团队进一步设计了新软件Cyborg，可以用于自我组装和可编程的模拟材料，实现设计的优化和材料的折叠。

传统而言，造物过程一般是，先模拟后制造，或者一边建物一边调整模拟效果。而通过硬件和软件的紧密结合，4D打印颠覆了传统的造物方式。

4D打印的流程是这样的：首先对材料进行编程，使其能够对某些刺激做出反应，比如冷、热和湿度，再把这样的材料用3D打印机打印出来。这些物质中的粒子形成纽带，可以，比如说，使材料打印带将材料塑造成某种形状。美国马萨诸塞州技术研究实验室总监Skylar Tibbits表示，4D打印可以生产智能产品，它可以自动适应外部变化，进行自我修复。比如，管道可以设计成能够根据水流量进行膨胀或收缩的，或者在破裂时自我修复。自适应或自修复技术也能在灾难救援或太空环境等恶劣环境中派上用场。

虽然4D打印在实验室中已经取得了成功，Tibbits最近研发出一种材料，能够自动折叠成箱子。但是，目前还没有人用4D打印创造真实的产品。没有数据能够显示自适应产品真正进入市场还要等待多少年，也不知道它能否取得编程中的表现。如果4D打印能够成功，它将给建筑和制造行业带来革命性的改变，并引发大量失业。但现在，它还只能是美好的未来。