4D打印技術能夠讓打印物“活”過來
2015/1/23 10:47:25
當3D打印技術已經不那么神秘的時候，一種名為4D打印的技術又躍入了我們的眼簾，它到底有什么神奇的地方呢？是一個類似MP3、MP4和MP5這樣的噱頭，還是真的可以帶給我們全新感受的技術，我們今天就一起來看看這種傳說中能夠讓打印物“活”過來的技術吧。
所謂的4D打印新技術,是指研究人員可以利用它打印出隨時間而變化的動態3D結構。據科學家介紹，這樣的4D打印技術可能有一天能被利用于各個領域，從醫療植入到家用電器。現在的3D打印材料主要源于如塑料、陶瓷、玻璃、金屬,甚至一些不常用的材料如巧克力和活細胞等等。然而像普通打印機一樣將材料像墨水一樣鋪上進行打印，但不同的是3D打印技術制造出3D的效果。“如今,這一技術不僅可以在工業上應用,普通家庭利用不到1000元也可以運用這個技術,”麻省理工學院的數學家首席研究員丹·雷維夫向我們介紹道，“你可以打印任何東西,而不僅僅是2D紙,3D技術為你打開一個窗口,為你提供無限的機會。3D打印技術可以讓玩具、家用電器和工具在線訂購，并且在我們的客廳進行組裝。”
現在,3D打印技術會進一步改進,雷維夫和他的同事在3D打印技術的基礎上開發除了4 D打印技術,在打印出來后還能改變其形狀。“最令人興奮的部分是這項工作所帶來的應用發現，”雷維夫介紹說，“這不僅僅是一個很酷的項目,甚至許多人的生活會因此而改變。”
研究人員在報告中詳細介紹了他們是如何使用兩種不同屬性的材料打印3D結構的物品。一種材料是硬剛性塑料,而另一個是水吸收劑（當浸沒在水中時體積會加倍）。這種精美設計的吸水材料是由明尼蘇達州的3 D打印公司Stratasys公司研發的。研究人員打印一個正方形網格,每邊大約15英寸(38厘米)。當他們把網格浸在水里的時候,他們發現吸水材料可以像關節一樣伸展折疊,擁有各種的形狀和復雜的幾何圖形。例如,研究人員創建了一個像字母“MIT”的3D模型,泡在水里后其可以變化成字母“SAL”。
“在未來,我們可以想象該技術的應用范圍將更加廣泛，”雷維夫說，“包括一些能適應溫度，并改善功能和舒適程度的優化設備。甚至一些照顧孩子的產品,比如可以對濕度或溫度做出相應的反應。未來的服裝和鞋類,也可以通過環境而做出相應的反應。”
此外,4D打印對象可能有利于新型醫療植入物的發明。“現在,研究人員正在研發可以植入我們身體但不會引起排斥的材料,”雷維夫這樣告訴我們，“我們現在可以制成能改變形狀和功能，但不受外部干預的一些結構物品，比如心臟支架。它可以放置在心臟中幫助其更快的愈合。”
研究者現在還想要創建更加大型的和小型的4D印制物。目前,他們已經成功打印出幾厘米大小的物體，但對于那些植入身體的應用,他們還想將其設計成比現在小10到100倍的尺寸。對于家用電器,他們又想體積能夠達到現在的10倍以上。
4D打印的出現必將掀開一個工業史上的全新篇章，大型的機床、設備可能會被4D打印機所取代，而得到的產品可大可小，并且具有很強的適應性，這才是讓所有業內人士無比興奮的原因。
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