4月19日，據(jù)《新科學(xué)人》報(bào)道，一種新的4D打印技術(shù)問世，可以在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可用于制造溫度激活型心臟支架、藥物膠囊和扁平包裝家具。

　　所謂4D打印，就是比3D多了一個(gè)時(shí)間的維度，通過軟件設(shè)定模型和時(shí)間，變形材料會(huì)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)變形為所需的形狀。4D打印是一種能夠自動(dòng)變形的材料，直接將設(shè)計(jì)內(nèi)置到物料當(dāng)中，不需要連接任何復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備，就能按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)折疊成相應(yīng)的形狀，是一種無需打印機(jī)器就能讓材料快速成型的革命性新技術(shù)。

　　近幾年，關(guān)于4D打印技術(shù)的消息一直源源不斷。2013年3月，美國麻省理工學(xué)院的自動(dòng)組裝實(shí)驗(yàn)室首創(chuàng)4D打印技術(shù)，成功地把3D打印的繩子放置在水中，使其自我彎曲折成“MIT”。2017年4月，來自喬治亞理工學(xué)院、新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)和中國西安交通大學(xué)的研究人員展示了一種新的4D打印技術(shù)，給3D打印出來的物體通過特殊加熱處理，隨著時(shí)間的推移就會(huì)產(chǎn)生不同形態(tài)的變化。近日，美國宇航局NASA最近開發(fā)出了一種全新的4D打印技術(shù)，可以將復(fù)合材料應(yīng)用于多個(gè)組件層，并且創(chuàng)建各種具有不同作用的柔性織物。

　　自4D打印技術(shù)進(jìn)入大眾的視野，就受到全球的廣泛關(guān)注，不斷應(yīng)用于工業(yè)、航天、醫(yī)療、軍事等諸多領(lǐng)域。

　　航空航天領(lǐng)域

　　2013年4D打印技術(shù)一問世，就得到美國宇航局NASA的青睞，近幾年也一直在深入研究就宇宙環(huán)境下壓力、溫度的變化，材料如何進(jìn)行“結(jié)構(gòu)變形”、“自行裝配”等設(shè)想，并探討空間站建造中的一些應(yīng)用課題。近日，美國宇航局NASA終于有了新的突破，開發(fā)出一種全新的4D打印技術(shù)，可以制造出一種“鏈甲”來保護(hù)飛船不受流星的沖擊，同時(shí)也可以使用在太空服上，防止出現(xiàn)破損危及宇航員性命。

　　醫(yī)療領(lǐng)域

　　4D打印技術(shù)的材料是響應(yīng)生物相容性材料，這些材料能根據(jù)外界刺激（包括溫度、水、磁場(chǎng)等）轉(zhuǎn)變功能重塑形態(tài)，從而制造出更復(fù)雜的類似于肝和心臟等原生組織結(jié)構(gòu)，對(duì)生物醫(yī)療領(lǐng)域做出巨大貢獻(xiàn)。2016年，唐都醫(yī)院聯(lián)合了第四軍醫(yī)大學(xué)3D打印研究中心、西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，用4D打印技術(shù)為患者量身制作了以生物材料為原材料的可降解支架。3月28日，唐都醫(yī)院胸腔外科成功這個(gè)支架放置在氣管外側(cè)，完成一例因氣管狹窄導(dǎo)致呼吸困難的手術(shù)案例。

　　軍事領(lǐng)域

　　顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)，往往最先應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。高端武器裝備的研發(fā)、生產(chǎn)成本都比較高，3D打印技術(shù)部分解決了制造生產(chǎn)的初期問題，4D打印技術(shù)則更進(jìn)一步的在一體化打印的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)武器不同部件的可變形組裝。4D打印使設(shè)計(jì)建模到產(chǎn)品成型高度一體化，大大縮短了武器升級(jí)周期；4D打印使用的智能材料，提高了武器裝備的環(huán)境適應(yīng)能力和作戰(zhàn)效能，符合信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)武器裝備提出的更特殊的要求。美陸軍首席技術(shù)官格雷絲·博赫內(nèi)克表示，防彈衣未來可能會(huì)采用4D打印技術(shù)，利用4D打印開發(fā)出的輕薄小巧防彈衣，便于儲(chǔ)存和攜帶，也可以伸展開并提供全面的防護(hù)。

　　工業(yè)領(lǐng)域

　　4D打印簡化了工業(yè)制造中的繁瑣環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)者只要簡單地編程，而無需生產(chǎn)機(jī)床等上游生產(chǎn)設(shè)備，也不需要過多的考慮部件與產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)的難易程度。4D打印技術(shù)能節(jié)省多達(dá)90%的打印時(shí)間和材料，并且完全省去了設(shè)計(jì)時(shí)間和制造流程的機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間。4D打印技術(shù)在不銹鋼加工行業(yè)、激光切割行業(yè)、材料設(shè)計(jì)行業(yè)、塑料加工行業(yè)、機(jī)器零件行業(yè)等都有廣泛應(yīng)用。

　　小結(jié)

　　近年來，4D打印技術(shù)正當(dāng)其時(shí)，呼聲很高，但并不意味著3D打印技術(shù)就out了，對(duì)于至今已有長達(dá)30余年之久的3D打印，也不必要驚慌，你所沉淀下來的工藝、技術(shù)等，對(duì)4D打印都是很好的借鑒。4D打印正在成長中，還面臨諸多挑戰(zhàn)，比如對(duì)打印工藝要求高，核心打印材料價(jià)格高、種類少等，隨著科技的進(jìn)步，這些困難將會(huì)慢慢克服，4D打印將有更大的發(fā)展前景。