4D打印概念

四维，是在爱因斯坦的三维理论上加了时间的概念，从而时间与空间相结合。确切来说，4D打印是指用可编程物质（通常为智能复合材料）作为打印材料，通过3D 打印的方式打印（制造）出三维物体。该物体能随着时间推移，在预定的激励或刺激（如遇水、冷却或者通电、光照、加热、加压）下，自我变换形状、物理属性（如结构、形态、体积、密度、色彩、亮度、弹性、硬度、导电性、电磁特性和光学特性等）或功能等。

近日，乔治理工学院利用3D打印技术与活性材料，创造出了一种可以根据温度变化长期改变物体形状的新型打印材料，被3D打印界称之为 “4D” 打印材料。

听不懂没关系

看看下面这个动图就明白了

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把这个用新材料打印出来的东西放入水中

再将水加热至 65 摄氏度左右

你就会发现，随着水温的升高

这些新材料制就会慢慢展开变回原本的形状

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而且这些变形完的物体

不会再因为温度变化而改变其形状了

它们被固定住了

那到底这种神奇的 “4D” 打印材料

特别是 “4D” 是什么意思呢？

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我们都知道

3D 指的是 点、线、面

构成的三位立体空间

而 4D 则是 3D + 时间维度

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举个栗子

我们可以说这种新材料是带有 “记忆” 的

在经过一定的时间

或者受到某种外界刺激后

会改变形态

变回 “记忆” 中的样子

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学术一点的解释

所谓4D打印就是在三个维度的立体空间中进行的3D打印再增加一个时间维度

使打印的物体能够随时间的延续按照预先设计的要求发生外型和结构的变化

形成所需要的物体

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有什么用处呢？

4D打印具有非常广阔的应用前景

比如用3D技术在平面上制作部件

到特定使用现场再使其展开成所需的结构和形状

技术简单、效率高，体积小便于运输

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航空航天领域可能是4D打印先得到应用的领域

这种原理在航天技术上已经有所应用

如航天领域的许多工具，在向空间发射运送阶段是处于紧凑状态，到达航天器后再展开投入使用

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