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?。ㄖ圃欤┏鋈S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。

近日，喬治理工學(xué)院利用3D打印技術(shù)與活性材料，創(chuàng)造出了一種可以根據(jù)溫度變化長期改變物體形狀的新型打印材料，被3D打印界稱之為 “4D” 打印材料。

聽不懂沒關(guān)系

看看下面這個動圖就明白了

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把這個用新材料打印出來的東西放入水中

再將水加熱至 65 攝氏度左右

你就會發(fā)現(xiàn)，隨著水溫的升高

這些新材料制就會慢慢展開變回原本的形狀

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而且這些變形完的物體

不會再因為溫度變化而改變其形狀了

它們被固定住了

那到底這種神奇的 “4D” 打印材料

特別是 “4D” 是什么意思呢？

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我們都知道

3D 指的是 點、線、面

構(gòu)成的三位立體空間

而 4D 則是 3D + 時間維度

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舉個栗子

我們可以說這種新材料是帶有 “記憶” 的

在經(jīng)過一定的時間

或者受到某種外界刺激后

會改變形態(tài)

變回 “記憶” 中的樣子

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學(xué)術(shù)一點的解釋

所謂4D打印就是在三個維度的立體空間中進行的3D打印再增加一個時間維度

使打印的物體能夠隨時間的延續(xù)按照預(yù)先設(shè)計的要求發(fā)生外型和結(jié)構(gòu)的變化

形成所需要的物體

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有什么用處呢？

4D打印具有非常廣闊的應(yīng)用前景

比如用3D技術(shù)在平面上制作部件

到特定使用現(xiàn)場再使其展開成所需的結(jié)構(gòu)和形狀

技術(shù)簡單、效率高，體積小便于運輸

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航空航天領(lǐng)域可能是4D打印先得到應(yīng)用的領(lǐng)域

這種原理在航天技術(shù)上已經(jīng)有所應(yīng)用

如航天領(lǐng)域的許多工具，在向空間發(fā)射運送階段是處于緊湊狀態(tài)，到達航天器后再展開投入使用

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