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最具有颠覆性的科技—4D打印

对大众而言,4D打印这个词可能有一些陌生,其实4D打印和3D打印的概念差不多是同时提出的,但是3D打印近几年来应用和发展都取得了很大的进展,人们更多关注于3D打印技术。MIT与Stratasys教育研发部门却合作研发出了4D打印,这是一种无需打印机器就能让材料快速成型的革命性新技术。4D打印技术与其说它是一种打印技术,不如说是一种新的材料,一种能够自动变形,自动组装的材料,多出来的这个D代表的是时间纬度,同时也是“智能”的体现。

4D打印

较3D打印而言,4D打印它不需要任何机电设备就能按照产品的设计而自动折叠成相应的形状。3D打印是一种外部的直接塑形,建模在前,打印产品在后的模式。而4D打印则是直接将设计内置到打印的智能材料当中,然后在某一个特定的条件下,自动组装成设计的形状,这个条件可以是压强、重力、温度或者是在水中、被碰撞等等,产品的形成是一个动态的过程,同时它省略了产品的装配环节。举个简单的例子,一张桌子,3D是将塑料分子材料放在3D打印机中,然后打印成品,但4D打印却不是这样的,它相当于是打印材料知道自己是一把桌子,在某一个特定的条件下,例如在水中,自动变形成一张桌子,在它没有变形前,它可能是一张薄纸,也可能是一个小圆球等等。

4D打印

4D打印会带来怎样的冲击呢?

颠覆制造业——4D打印技术较3D打印技术来说其实对于制造业来说更具有前瞻性,对于产品的升级更具有革命性,它能够引发整个商业模式的改变,对整个制造业产生颠覆式影响。现代工业制造业已在向智能化方向发展,人力资源不再成为工业生产中的必备要素,只需要人类进行提前的程序输入,就可以使用4D打印机实现零部件的自主生产,它可以应用到汽车、机床等各个工业化生产过程中,然后再自行组装,制造业将完全智能化。

改变军用设备——大型军用构建制造的成本控制一直是个难题,然而利用4D打印技术可以大为改善,例如将4D打印技术应用于军用人造卫星,通过该技术的自动展开和组装功能快速成型帆板和天线等大型构件,将大大减少机械部件的数量和重量,降低发射军用卫星所需成本。甚至对军用设备的布置也将产生改革,大型军用设备,现在需要大型的运输工具,而4D打印,可以将大型军用设备构建在未布置前以远比实际形状小得多样子呈现,再将这些通过4D打印而成的机构放在特定的位置,然后让他们自动变形、自动组装,在使用后还能再回收带走。

创造科幻生活——4D打印,在它还未自动组装前,它可以只是一个很小体积的东西,大大的节约了空间,试想你出门一个书包里,你可以带上桌子、椅子、碗筷、鞋子等等一系列的东西,而每个东西的体积只有乒乓球那么大,生活的方式可能将产生无法预期的改变。当然4D打印不仅仅只能做到这些,因为它的可期性远远超过人们的想象。

4D打印

众诚智库认为:4D打印在未来用于生产实际和日常生活是必然的,将对制造业、军事、生物科技等产生非凡的意义,4D打印就像一个无需电源和发动机的机器人,我们将“智慧”植入到材料中,它可以在某一个特定条件下自动组装。它能完成很多具有危险性的事,例如太空或者深海的设备安装。甚至说,在未来由于4D打印技术的开发,生活模式将发生巨大的变化,家里的沙发可以根据人的体重变化而自行变化大小,一个小球可以在下雨时就变成一把雨伞,科幻电影的情节将有实现的可能。但现阶段4D打印技术任然处于开发阶段,现在还无法解决还原的问题,也就是我们可以在下雨时将小球变成雨伞,但是雨停了后雨伞怎么样才能方便携带的雨伞。100年前人们认为现在生活是充满科幻的未来,高铁,飞机,手机,互联网等信息时代的产物都在当时是人们想象,4D打印也许会让我们现在的想象再次成为现实。