3D打印作為最有前途的技術之一，已經在生物醫藥、建筑等領域得到應用，這些領域都受益于3D打印技術。其實，3D技術如今已經不是什么新鮮事了。世界各地的工程師和研究人員都在嘗試增加3D打印的維度。隨著技術的發展，該行業開發了新的應用、新材料和新的3D打印機。隨著這些技術的發展和成熟，4D打印技術已經成為現實。

　　什么是4D打印，它是如何工作的？

　　4D是3D技術的新突破。4D打印在3D技術的基礎上增加了時間的變量。4D打印部件可以適應環境并與之互動。4D打印能夠在溫度、光線或其他環境刺激等外部能量的影響下，將自身轉變為另一種結構。它允許對象在沒有人為干預的情況下獨立修改它們的形狀。

　　借助這些可用功能，4D打印在某些情況下能夠自行構建和修復。4D技術革命為醫療保健、土木工程、建筑等領域開辟了一個充滿可能性的全新世界。創建的4D打印設備能夠對環境變化做出反應和適應，例如溫度、壓力和濕度的變化。

　　4D打印技術的一些有前途的場景

　　(1)靈活的花瓣

　　佐治亞理工學院成功開發出一種花狀結構，其3D打印花瓣可根據溫度變化調整形狀。研究人員使用張拉整體結構進行印刷，該結構基于在連續拉伸的網絡中使用隔離的壓縮組件。開發的印刷材料在65°C時與水發生反應，盡管經過按壓仍能達到所需的狀態。由于重量輕且耐用，系統可以拆卸或簡化結構。

　　哈佛大學維斯生物工程研究所的研究人員正在開發一種名為水凝膠的特殊材料。這種花狀結構會隨著環境溫度的變化而改變形狀。4D花朵類似于花朵的微觀結構，可以根據溫度、濕度和其他影響改變形狀。

　　（2）NASA網狀鋼結構　　西班牙工程師RaulPulidoCasillas使用4D打印技術為NASA開發了一種金屬網狀結構。該結構由相互連接的鋼絲制成，具有溫度控制程序，可顯著改善材料的性能。由于這種結構可以將外部的熱量反射并保持在內部，因此可以用來制作宇航服或航天器上的涂層材料。

　　(3)會變形的衣服

　　由麻省理工學院助理教授SkylarTibbits開發的自組裝打印實驗室，研究4D打印技術的可能應用。Tibbits一直與Autodesk合作研究3D打印結構及其打印后的行為。該實驗室開發的服裝會根據天氣或活動改變其結構。例如，當穿著普通鞋子的人開始跑步時，可以改變鞋子的形狀以提供舒適和支撐。

　　(4)4D打印水閥

　　澳大利亞臥龍崗大學的一組研究人員使用印刷水凝膠墨水開發了一種4D打印水閥。水凝膠墨水的特性對高溫反應迅速，其設計的水閥在注入熱水時自動關閉，并在溫度下降時逐漸打開閥門。

　　(5)生物醫學中的血管支架

　　隨著4D打印技術的發展，醫學界將其用于生物醫學目的。血管支架是采用4D打印技術為患者定制的醫療器械。當患者的心血管出現問題時，植入體內的血管支架會響應體溫的變化并擴張。

　　4D打印是目前正在開發和研究的一項新技術，需要進一步發展才能廣泛應用。盡管4D打印仍處于起步階段，但隨著這項技術的成熟和廣泛應用，人類社會將受益匪淺，這將對傳統制造業產生革命性的影響。

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