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3D打印与4D打印的关系

4D打印只是在3D打印基础之上增加了一个时间维度,所以3D打印与4D打印具有紧密的关系。4D打印是3D打印技术发展到一定程度才能出现的新技术,虽然二都在打印材料、打印方式和打印产品等方面表现出了完全不同的特性。但4D打印技术的发展仍然会受制于3D打印技术的研发进程。

3D打印与4D打印有什么区别

(一)3D打印与4D打印在全新的研发方向和思维方式上不同

3D打印技术出现之前,无论是在印刷行业,还是制造业这一更大领域,都是沿袭传统的生产模式,其发展也只是在纵向上的发展和逐步深入。3D打印出现之后,其发展在横向上得以拓宽,给科学领域的研究者展示了全新的研发视角,给人们对未来商品的遐想提供了无限可能。

就印刷行业来说,纵观古今中外几千年的文明发展史,从最初的手抄本到后来的雕版印刷、活字印刷、双色套印和近代铅活字印刷、印刷机印刷,这些都是在平面内进行的复制,而3D打印多了一个维度系数,是在立体空间范畴内进行的复制,实现了从平面印刷的量变到立体印刷这一质变的发展过程。

就制造业领域来说,3D打印改变了传统制造业手工和机器大生产的模式,利用三维设计和扫描,通过计算机建立产品的数据模型,产品的标准化、精准率大大提高,且实现了其快速成型的可能。

3D打印相对于印刷业和制造业的彻底改变,拓宽了研究工作者的科研领域,给出了全新的视角,在印刷业和制造业现有层次的技术已取得相当高的成就的今天,3D打印为无法取得突破性进展的科技研发领域提供了另一片天空。

3D打印能够制造其他制造技术无法做出的复杂的、看起来匪夷所思的物体,且其产品设计及成型的简捷化,为个人定制提供了条件。在这种氛围的启发下,人们对产品的个性化需求提高,其可以想象和思考的范畴拓宽,很大程度上激发了人们的拓展性思维,特别是在如今各方面的发展都可以用日新月异来形容的时代,思维上的活跃对于创新来说是一个很好的推动力。

4D打印就是在这种情况下诞生的。科技发展,生活中新的应用问题层出不穷,当人们感到其中的不便,进而提出更多需求时,走在科技最前沿的科学家们便迎来新的问题与挑战,同时也寻求到了研发的契机,新技术由此产生。

(二)3D打印机在4D打印中的应用

如今,几乎所有的4D打印都是在3D打印机上完成的,其打印过程的完成需要3D打印的配合。可以想象,在相当长的时间内将是“3D打印机上的4D打印产品”。其实这是由3D打印机的功能和4D打印的特性决定的。4D打印的产品在根本上都是三维产品,其单一的打印环节完全是可以由3D打印机来实现的。

4D打印技术的关键是设计软件和智能复合材料,这是打印成品这一环节的准备阶段必须要解决的。只要解决了4D打印的关键问题,相信在3D打印机也会取得相应发展的同时,3D打印机成为“3D兼4D打印机”也并不是没有可能的,特别是4D打印产品的能变形和自我组装的能力,使得3D打印机应用于4D打印比应用于3D打印少了由于打印机体积大小问题而在产品生产上的发展限制。

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