1. 4D打印概念

四維，是在愛因斯坦的三維理論上加了時間的概念，從而時間與空間相結(jié)合。確切來說，4D打印是指用可編程物質(zhì)（通常為智能復(fù)合材料）作為打印材料，通過3D 打印的方式打印（制造）出三維物體。該物體能隨著時間推移，在預(yù)定的激勵或刺激（如遇水、冷卻或者通電、光照、加熱、加壓）下，自我變換形狀、物理屬性（如結(jié)構(gòu)、形態(tài)、體積、密度、色彩、亮度、彈性、硬度、導(dǎo)電性、電磁特性和光學(xué)特性等）或功能等。

2. 4D打印與3D打印的區(qū)別與優(yōu)勢。

(1) 4D打印與3D打印區(qū)別

4D打印技術(shù)的關(guān)鍵是記憶合金。3D打印技術(shù)是建模后將產(chǎn)品打印出來，而4D打印是把產(chǎn)品設(shè)計嵌入可以可以變形的材料中，通過某些特定條件激活，使其可以自我組裝，得到產(chǎn)品。4D打印的特點在于自我改變，是一種動態(tài)的產(chǎn)品。

(2) 4D打印優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的制造方式相比，4D打印除了擁有3D打印的一些主要優(yōu)勢外，還具備很多其他重要特性。首先，它能直接把設(shè)計以編程的方式內(nèi)置到打印材料當(dāng)中，使物體在打印后，從一種形態(tài)變成另一種形態(tài)，為物體提供了更好的設(shè)計自由度，實現(xiàn)了物體的自我變化和制造。其次，它能將多種可能的修正要素預(yù)設(shè)在打印材料的方案中，讓物體在打印成型后，根據(jù)人們的想法驅(qū)動物體實現(xiàn)自我變形或?qū)ζ渫晟坪托拚?。第三，它能在進一步簡化物體生產(chǎn)制造過程的同時，使打印出的物體先具備極為的簡單形狀、結(jié)構(gòu)和功能，然后通過外部激勵或刺激，讓它再變化為所需要的復(fù)雜的形狀、結(jié)構(gòu)和功能。第四，它能使部件與物體本身結(jié)構(gòu)的難易程度在制作時變得不再那么重要，并可在其中嵌入驅(qū)動、邏輯和感知等能力，讓物體變形組裝時無需設(shè)置額外的設(shè)備，大大減少了人力、物力和時間等成本。第五，它能激發(fā)工程師和設(shè)計人員的想象力，并設(shè)計出多種多功能的動態(tài)物體，之后再進行物質(zhì)編程進行打印制造，促進了“物質(zhì)程序化”這一造物方式成為現(xiàn)實。

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