科技猎摘要: D打印才刚刚开始变得流行，且拥有着成为下一个产业革命的潜力，但科学家们似乎想要该初生技术推到极限，打造支持随着时间演变的打印技术——4D打印技术。设想一下：从打印机里出来时是一个样，随着时间的推移、环境的改变，打印成品可以和水、空气、温度产生互动，变化成另外一...
D打印才刚刚开始变得流行，且拥有着成为下一个产业革命的潜力，但科学家们似乎想要该初生技术推到极限，打造支持随着时间演变的打印技术——4D打印技术。设想一下：从打印机里出来时是一个样，随着时间的推移、环境的改变，打印成品可以和水、空气、温度产生互动，变化成另外一个样子⋯⋯不禁叹道：神奇的打印技术又将向前迈进一大步。
2013TED演讲：Skylar Tibbits-The emergence of “4D printing”
在今年年初于洛杉矶举行的TED大会上，麻省理工学院自组装实验室的研究人员展示了首款可以自动组装的4D物体。该4D物体由数层塑料制成，外加一层“智能”材料，该“智能”材料能够在吸水时变形，自动变成一种理想的形状。该自组装实验室的科学家将该4D物体的第四维度定为时间，使得该3D打印出的物体能够随着时间“演变”。
谈到4D打印过程，建筑师和电脑科学家斯凯勒•蒂比茨（Skylar Tibbits）说道，“我们提出第四维度是时间，静态物体将能够随着时间自动变化和适调。该刚性材料成为一个架构，其它层则是弯曲和扭转该架构的力量来源。本质上来看，那种打印并不新鲜，只不过它涉及未来的变化。”
在TED大会上展示的4D物体，是3D打印出的管子。该管子放在水中，会自动组装成为一个立方体，涉及的原理是，其内部“智能”材料利用水作为能量来源，从而带来形状的改变。
这种变形功能的潜力无限，适用领域从日用消费品到生物医学实践，从航空航天工业到体育界，无所不包。蒂比茨说，“你可以设想随运动员和环境的改变而改变的服装和鞋子，轮胎可根据不同路况而变形，消费者就不用为不同路面购买不同型号的轮胎了。”
对他来说，终极目标是将这项技术运用到宏观层面上：利用4D打印技术，降低制造业的能源和劳动力成本。
蒂比茨使用欧特克软件公司（Autodesk）的Project Cyborg软件，设计出活动材料的大小和位置，接着斯川塔斯公司开发的Connex混合材质打印机同时将两种材料放入相应位置。
当然，遇水变形的产品是一项巨大的成就，而团队未来的宏大计划是改革全球制造业的面貌。如此一来，一些略为简单粗糙的产品和体验将被迫进化或走向灭亡——比如宜家的DIY家具组装。
4D打印过程需要两种材料：静止的和活动的。静止材料负责奠定几何结构，而活动材料包含了促使物体变形的能量和信息。
虽然目前来说，这项技术听起来还很抽象，但已经有不少视频能够让我们很直观清晰地目的这一技术的真相：
Skylar Tibbits – Self-assembly line
4D Printing MIT Self-Folding Strand
4D Printing Cube Self-Folding Strand
未来谁知道呢？蒂比茨说，“4D打印的应用领域无穷无尽。
参考资料来源：
BBC：TED 2013-4D printed objects ‘make themselves’
4D printing is the future of 3d printing and it’s already here
作者、编辑: Vivian Peng @DamnDigital
Cover Image: Wang Qi@DamnDigital
(原创内容，转载请注明来自DamnDigital)
