【OFweek视点】2013年度3D打印不得不说的那些事儿

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  3D打印哭了 因为4D打印出现了!

  请想像一下,从宜家买回一把椅子的家具板材,将其放在房间里它们会自动组装;一种汽车涂料可以改变自身的结构,适应潮湿的环境或撒过盐的道路,以便更好地保护汽车免受腐蚀;士兵的制服能改变迷彩或更有效地防止与毒气或弹片的接触。

  有人要问了:有那么神奇吗,不需要连接任何复杂的打印机,就能按照产品设计自动折叠成相应的形状?而科学家告诉我们,这就是悄然而至的4D打印技术。

  谈到4D打印过程,建筑师和电脑科学家斯凯勒·蒂比茨解释说:“我们提出将4D物体的第四维度定为时间,也就是说使得3D打印出的物体能够随着时间自动变化和调适。刚性材料形成一个架构,其他层则是弯曲和扭转该架构的力量来源。”

  如此可见,4D打印比3D打印多的一个“D”表现在时间纬度上,这种革命性新技术可以通过软件设定模型和时间,变形材料会在设定时间内快速成型。

  在TED大会上展示的4D产品,是经3D打印出的管子。将它放入水中,其会自动组装成一个立方体。原理是,该物体内部的“智能”材料利用水作为能量来源,带来形状的改变。在构造上,这款可以自动组装的4D物体由数层塑料制成,外加一层能够在吸水时自动变成一种理想形状的“智能”材料。

  谈到4D打印的潜在应用,蒂比斯透露,麻省理工学院自组装实验室正在与波士顿一家名为Geosyntec的公司开展合作,开发创新的基础设施管路制造方案。他说:“这种新型地下水管,可以自由地膨胀或收缩,以此来控制过水的流量和流速,或者还可以像蛇那样通过自身的蠕动来挤压,推动内部的水体流动。水管能够适应不同的容量或水流而自动进行扩张,免去挖掘的麻烦。而具有这种不可思议功能的管路并不昂贵,也不需要那些复杂的阀门控制系统,这就是该管路本身所具备的性质。”

  研究人员指出,该技术的下一个发展阶段包括打印4D片材,如果可行的话,还会包括完整的建筑结构,可以彻底改变传统的工业打印甚至建筑行业。

  4D打印目前并不成熟,但研究人员相信,4D打印不但能够创造出有智慧、有适应能力的新事物,而且这项技术终将带来生物科学、材料科学、机器人、交通运输、艺术甚至太空探索领域的革命性变化,未来它的发展前景将十分广阔。

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