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4d打印前景研究进展

4D打印是一项尚处于概念阶段、有待研发的新技术,目前还不具备大规模应用的可能。

现在,世界上利用这一技术制造出的唯一一件能在日常生活中得以应用的成品是美国“神经系统”设计工作室利用3D打印技术制成的4D打印连衣裙。

这件4D连衣裙有3316个连接点,通过这些连接点把2279个打印块连在一起,堪称为模特量身定制。整件裙子耗费1900英镑(约合1.85万元人民币),用时48小时制成。

由此,4D打印成品制成的可能性验证,该技术极可能走出实验室,未来在生活和科学领域得到广泛应用。

目前,4D打印尽管还处在概念阶段,但世界科技领域关于这项技术的研发一直未停止,并在该技术领域的研究又有了新进展,那就是将具有“形状记忆”特点的聚合纤维通过3D打印技术纳入到复合材料中,制造出来的物体经过一段时间会变成另外一种指定的形状。

4D打印的应用与研究进展

己知,科罗拉多大学博尔德分校的研究人员在4D打印技术领域的研究取得了可喜的新进展。该校机械工程教授H.Jerry Qi领导的团队和新加坡理工大学的Martin L. Dunn合作开发并测试了一种4D打印方法。研究员将具有“形状记忆”特点的聚合纤维通过3D打印技术纳入到复合材料中,从而使制造出来的物体经过一段时间会变成另外一种指定的形状。这一进展为自适应复合材料的4D打印技术在制造、包装和生物医学领域的应用提供了可能性。

美国军事领域对4D打印技术的研发尤为重视,畅想了未来4D打印应用的无限种可能。

美国陆军首席技术官格雷丝•博赫内克表示,今后防弹衣制造可能会采用4D打印技术。陆军在过去十年一直在努力满足防护服的双重需求—既有保护作用,又足够轻盈,保证不会给士兵增加负担或限制其动作。利用4D打印技术,科学家未来可能研发出便于储存和携带的轻薄小巧的防弹衣,它们可以伸展开并提供全面的防护。

格雷丝•博赫内克还指出,4D打印“延续了3D打印,并添加了变形维度”。其想法是,当处于不同环境下,例如,水中或者极端温度下,3D打印出来的部件的性能可以随之改变。

另外,美国陆军部已经开始利用3D打印技术研发用于阿富汗前线的新装备。4D打印技术则可以让军方制造出具有能适应各种地形的外壳多变的车辆,或能发现有毒气体的军队制服。

尽管对4D打印的研究一直在进行且取得了一定的进展,但是仍要认识到,4D打印还只停留在概念领域,欲谈产业化发展,还为时尚早。

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