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什么是4D打印技术

时间:2013-04-14  作者:模具联盟网  点击:96  评论:  字体:T|T

  你绝对听说过3D 打印机,但最近有一间工业用3D 打印机制造商Stratasys,开发出一种新的材料,并与麻省理工学院的「自我组装实验室」合作,替3D 打印技术的更高层级,下了一个新的注解,抢先宣告4D 打印即将诞生。

对于工业及制造业来说,3D成型的技术其实并不稀奇,这种不需要模具,就能快速生成各种模型及零件的制造技术,早在1980年代开始便已逐渐成熟,但由于机器设备之昂贵,远非平常人所负担得起,所以直到最近,3D打印技术才开始有普及到一般消费市场的趋势。3D打印的概念并不难理解,因为所谓的3D,就是由长、宽、高三个维度所构成,因此你只要设定好电脑中3D建模的体积大小,在不考虑耗损的情况下,3D打印机是可以分毫不差的打印出完整的实体出来。

自我组装实验室致力研究于机械与建筑方面的结构性改良

    那4D打印技术又是什么?我们都知道,4D就是在长、宽、高之外,另外加入了时间的维度,如果套用到打印技术上的话,指的就是你所打印出来的东西,可以依照你预先设定的程序,随时间而改变形状,这种奇特的概念,得从麻省理工学院的「自我组装实验室」(Self-Assembly Lab)说起。

 

    自我组装实验室的主持者Skylar Tibbits研究员,本身是一名建筑师、设计师和电脑科学家,他认为在不久的未来,像建筑物和机器设备等这些人工物件,都将拥有自我组装、复制和自我修复的能力,就像是存在于生物中的DNA与蛋白质一样,2011年的TED大会中,Skylar Tibbits也向世人解释了自我组装构想与初步成果的呈现,只要将经过特殊编码的程序嵌入至元件之中,便能让元件拥有可变形的重组特性,我们在TED演说影片中可以看到,两条同样材质的链子,透过摇晃的动作施予能量,链子便能依照预先设定好的编码结构,折叠变形成不同的样子。

要让自我组装程序成功进行,必需具备单位几何结构、元件吸引力及能量等三个要素

    也许是预见到这种重组变形性质的未来发展,一家专门制造工业用3D打印机及3D模型的Stratasys公司,便与Skylar Tibbits的自我组装实验室合作进行研究,期望将此种技术应用到3D打印机所打印出的模型上头,且最近终于有了重大的突破,由Stratasys开发出的一种尚未命名的新材料,因为它能够跟水进行反应,故能够加以编程而进行变形的机制,也因此Stratasys公司隆重称之为下一代的4D打印技术。

    你或许会问,这东西到底有什么用?其实用途还满广泛的,除了水以外,未来也可能开发出与光、热或压力进行反应的新材料,所以像是从IKEA买回的家具,你不用自己组合,放在灯光下,它就会慢慢变形成桌椅。地下水管线,遇到地震时,也可以依照受压的部位来进行变形,减少管线破裂的危险,还有不用人力便能搭建的组合屋等等,而对于更精密的机器,则也可能够透过更复杂的编码程序,进行二次或三次的变形,就有如变形金刚般的科幻场景一般,但这项技术目前还处于研究阶段,要达到足够的实用性,的确还有一段很长的路要走。


(编辑:王皎)

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