4d打印原理

所謂的4D打印，比3D打印多了一個“D”也就是時間維度，人們可以通過軟件設定模型和時間，變形材料會在設定的時間內變形為所需的形狀。準確地說4D打印是一種能夠自動變形的材料，直接將設計內置到物料當中，不需要連接任何復雜的機電設備，就能按照產品設計自動折疊成相應的形狀。

4D打印讓快速建模有了根本性的轉變。與3D打印的預先建模然后使用物料成形并不一樣，4D打印直接將設計內置到物料當中，簡化了從“設計理念”到“實物”的創物過程。讓物體如機器般“自動”創造，不需要連接任何復雜的機電設備。為了充分應用這一新技術，Autodesk公司的研發團隊進一步設計了新軟件Cyborg，可以用于自我組裝和可編程的模擬材料，實現設計的優化和材料的折疊。

傳統而言，造物過程一般是，先模擬后制造，或者一邊建物一邊調整模擬效果。而通過硬件和軟件的緊密結合，4D打印顛覆了傳統的造物方式。

4D打印的流程是這樣的：首先對材料進行編程，使其能夠對某些刺激做出反應，比如冷、熱和濕度，再把這樣的材料用3D打印機打印出來。這些物質中的粒子形成紐帶，可以，比如說，使材料打印帶將材料塑造成某種形狀。美國馬薩諸塞州技術研究實驗室總監Skylar Tibbits表示，4D打印可以生產智能產品，它可以自動適應外部變化，進行自我修復。比如，管道可以設計成能夠根據水流量進行膨脹或收縮的，或者在破裂時自我修復。自適應或自修復技術也能在災難救援或太空環境等惡劣環境中派上用場。

雖然4D打印在實驗室中已經取得了成功，Tibbits最近研發出一種材料，能夠自動折疊成箱子。但是，目前還沒有人用4D打印創造真實的產品。沒有數據能夠顯示自適應產品真正進入市場還要等待多少年，也不知道它能否取得編程中的表現。如果4D打印能夠成功，它將給建筑和制造行業帶來革命性的改變，并引發大量失業。但現在，它還只能是美好的未來。