4D打印技術(shù)是在3D打印的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，允許材料“自我組裝”成3D結(jié)構(gòu)。相比之下，4D打印增加的一個(gè)維度是指時(shí)間?？屏_拉多大學(xué)博爾德分校的研究人員已成功在其打印技術(shù)中加入第四個(gè)維度，為在制造、封裝和生物醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的自適應(yīng)復(fù)合材料的制造和使用帶來可能。

盡管3D打印技術(shù)興起的時(shí)間不長(zhǎng)，大多數(shù)人還沒來得及弄清它是怎么回事，一項(xiàng)更先進(jìn)的4D打印技術(shù)又嶄露頭角、不期而至，大有徹底改變傳統(tǒng)工業(yè)打印甚至建筑行業(yè)之勢(shì)。

4D打印技術(shù)是在3D打印的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。3D包含的3個(gè)維度指的是長(zhǎng)度、寬度和高度，利用3D技術(shù)可以打印出從牛排到手槍等無數(shù)產(chǎn)品；而4D打印增加的一個(gè)維度是指時(shí)間。因此有人將4D打印技術(shù)的概念簡(jiǎn)化為這樣一個(gè)公式：4D=3D時(shí)間。

與3D打印的預(yù)先建模而后使物料成形不同，4D打印利用歐特克公司設(shè)計(jì)的新軟件Cyborg，直接將設(shè)計(jì)內(nèi)置到物料當(dāng)中，在物料內(nèi)嵌入了改變形狀的能力，簡(jiǎn)化了從“設(shè)計(jì)理念”到“實(shí)物”的創(chuàng)造過程，讓物體如同機(jī)器一樣無需連接任何復(fù)雜的設(shè)備就能“自動(dòng)”創(chuàng)造，從而使快速建模發(fā)生了根本性改變。在這里，打印將不再是創(chuàng)造過程的終結(jié)，而成為一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)。這就好像把智慧植入到了材料當(dāng)中，使材料變成為沒有電線和發(fā)動(dòng)機(jī)的、具有自主意識(shí)的“機(jī)器人”。

科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究人員已成功在其打印技術(shù)中加入第四個(gè)維度，為在制造、封裝和生物醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的自適應(yīng)復(fù)合材料的制造和使用帶來可能。

該研究團(tuán)隊(duì)由科羅拉多大學(xué)博爾德分校機(jī)械工程學(xué)院副教授H.杰里奇領(lǐng)導(dǎo)，他和其合作伙伴——來自新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)的馬丁·L·鄧恩一起，已經(jīng)開發(fā)出4D打印方法，并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。這些研究人員將“形狀記憶”聚合纖維加入傳統(tǒng)3D打印使用的復(fù)合材料中，從而生產(chǎn)出在某一種形狀上的固定對(duì)象，而這一形狀稍后會(huì)轉(zhuǎn)化為一種新的形狀。

前科羅拉多大學(xué)博爾德分校機(jī)械工程學(xué)院成員鄧恩稱，“在此工作中，由3D打印創(chuàng)建最初配置，然后由形狀記憶纖維的編程行動(dòng)創(chuàng)建與配置相關(guān)的時(shí)間——4D方面”。鄧恩對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)和物理學(xué)研究已超過20余年。

4D打印的概念最初由麻省理工學(xué)院斯凱勒·蒂比茨于2013年4月提出，允許材料“自我組裝”成3D結(jié)構(gòu)。蒂比茨和其團(tuán)隊(duì)將“智能”材料產(chǎn)生層與一股塑料進(jìn)行結(jié)合，該“智能”材料能在水中實(shí)現(xiàn)“自我組裝”。