转载：3D打印方兴未已 4D打印呵责之欲出
近日，一项国际结合研讨有了最新结果：一种可让打印对象在受热后永远转换成分歧外形的3D打印方式。这种新技巧是一种4D打印，是佐治亚理工学院、新加坡技巧与设计年夜学（SUTD）和西安交通年夜学结合研讨的成果。
那什么是4D打印呢？就是将时光和活动元素引进3D打印。它并不是一项全新的技巧，一段时光以来，全球各地的研讨职员一向在开辟遇水、热等因子会变形的各类分歧打印资料。年夜部门现有4D打印研讨依靠于水凝胶的应用，但水凝胶很是柔嫩，变形后难以坚持外形。三所高校的最新结合研讨正好补充了这方面的不足。
该研讨比来颁发在《Science Advances》杂志上，标题为“经由过程活性复合资料的直接4D打印”。新技巧涉及3D打印一层层的外形记忆聚合物（SMP），而蔑在突层颠末编程会对受热有分歧的反映。SMP是一种智能聚合物，可“记住”其原始外形，在受热时会酿成预定的外形。
“经由过程将机械编程后处置步调直接整合到3D打印进程中，新方式年夜年夜简化了4D打印并增添了它的潜能。这答应用盘算机模仿来设计高辨别率的3D打印件，3D打印完成后，经由过程简略的加热，可将其直接而快速地转换成新的永远构造，”研讨职员说明说。
为了展现新的3D打印技巧，研讨团队制造了很多分歧的可变形物体，此中包含一朵相当庞杂的花，碰到热水时，它的花瓣会压缩和曲折，以及一个晶格构造，放进热水时，其巨细几乎可扩大为原始尺微暇的八倍。转换所需的时光极短，在五秒钟摆布，这比以前的水凝胶4D打印技巧要快得多。经由过程设置各类打印参数，研讨职员还能在必定水平上把持终极的转换外形。
“在室温下，我们的复合资料中有一种柔嫩的资料，可被编程以包括内乱部应力，而另一种资料是硬的。我们用盘算模仿来设计复合资料组件，此中刚性资料有一个可防止柔嫩资料在3D打印后开释被编程的内乱部应力的外形和尺微暇。加热时，刚性资料会软化，并答应柔嫩资料开释应力，从而让打印件的外形产生变更。这个进程凡是很戏剧，”研讨职员说明说。
固然该技巧仍处于初期阶段，但已经显示出很多潜伏的利用可能性。例如，4D打印物体在创立紧凑的堆叠或卷状构造时可能会极其有效，这些构造输送起来很简略，然后可在须要时进行扩大。有一天，该技巧甚至可能会让打印物体对光，甚至电等分歧刺激作出反映。
SUTD传授Martin L. Dunn表现，该技巧“可在生物医学装备、3D电子产物和花费类产物上有无数利用”，并弥补说，“甚至为产物设计首创了一种新范式，开辟职员不仅要设计最初的产物，还要为其在后续办事中的多种模式进行设计。”
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