4d列印技術是什麼

1. 4D技術是什麼原理

目前利用3D技術已可以列印出從食品麵包到軍械槍彈等各種新產品。但4D列印又與3D列印有所不同，4D列印最顯著的特點和優勢是：所列印的產品會隨著時間的變數，按照預先設定的模式和要求，自動重塑形態結構，即在指定的時間形成所需要的形狀。例如，輸水管道可以根據水流量的大小而自動調節管徑，可利用自行起伏波動將水流輸送到指定地點；汽車會根據車內溫度自動打開散熱孔蓋散熱；傢具可根據路途自行設定組裝時間，或按照需要將購回的傢具進行重組。
4D智慧重在利用計算機軟體，並將相關設計思想直接內置於材料當中，同時賦予其按需求改變形狀的能力，所產出的物品如同智能機器人一樣，無需外接任何設備，就能實現「自動適應」「自動調節」和「自動創造」。
4D技術需要靜止的和活動的兩種材料。靜止材料奠定了物品的幾何結構，而活動材料包含了促使物體變形的能量和信息，成為可編程材料，成為一種高科技智能材料。
4D變形功能可謂應用潛力無限，適用領域廣闊：從軍用到民用；從日用消費品生產到生物醫學實踐；從航天工業到體育娛樂，可謂無所不及，未來將被應用到生產和生活各個領域。
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2. 什麼是4d技術

4D技術是相對於3D技術而言，2013年2月26日，在美國加州舉行的娛樂和設計大會上，麻省理工學院建築系自組裝實驗室專家斯凱勒·蒂比茨，向世人展示了「夢幻」般的4D智慧：只見一根看似普通、由3D列印機列印出來的新型復合材料管被緩緩置入水中，隨著時間推移奇跡發生了，那靜置在水中的細管，竟像一條經過冬眠的蛇慢慢蘇醒、移動、旋轉，最終形成了正四面體形態。

所謂「4D智慧」，就是在傳統3D列印技術中再加入「時間」變數，不僅包含3D的長、寬和高3個維度，更增加了一個時間維度，使列印出的物體可以隨著時間推移在形態結構上自我進行智慧調整，最終自動達到預先設計要求。

目前利用3D技術已可以列印出從食品麵包到軍械槍彈等各種新產品。但4D列印又與3D列印有所不同，4D列印最顯著的特點和優勢是：所列印的產品會隨著時間的變數，按照預先設定的模式和要求，自動重塑形態結構，即在指定的時間形成所需要的形狀。例如，輸水管道可以根據水流量的大小而自動調節管徑，可利用自行起伏波動將水流輸送到指定地點；汽車會根據車內溫度自動打開散熱孔蓋散熱；傢具可根據路途自行設定組裝時間，或按照需要將購回的傢具進行重組。

3. 什麼是3D列印，什麼是4D列印

3D列印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層列印的方式來構造物體的技術。
所謂的4D列印，准確地說是一種能夠自動變形的材料，只需將其放入水中，不需要連接任何復雜的機電設備，就能按照產品設計自動折疊成相應的形狀。4D列印最關鍵是記憶合金。

4. 4d列印機怎麼回事，什麼原理

4D列印並不是「第四維度」，按照Skylar Tibbits的概念來解釋，就是自我組裝，即材料自動變成為預設的模型，通過軟體設定模型和時間，變形材料會在指定時間之內變形為所需的形狀。

4D列印概念源於美國麻省理工大學在TED2013大會大會上發布4D列印技術。4D列印並不是「第四維度」，按照Skylar Tibbits的概念來解釋，就是自我組裝，即材料自動變成為預設的模型，通過軟體設定模型和時間，變形材料會在指定時間之內變形為所需的形狀。

4D列印讓快速建模有了根本性的轉變。與3D列印的預先建模然後使用物料成形並不一樣，4D列印直接將設計內置到物料當中，簡化了從「設計理念」到「實物」的創物過程。讓物體如機器般「自動」創造，不需要連接任何復雜的機電設備。

為了充分應用這一新技術，Autodesk公司的研發團隊進一步設計了新軟體Cyborg，可以用於自我組裝和可編程的模擬材料，實現設計的優化和材料的折疊。

傳統而言，造物過程一般是，先模擬後製造，或者一邊建物一邊調整模擬效果。而通過硬體和軟體的緊密結合，4D列印顛覆了傳統的造物方式。

5. 4D列印技術的背景 意義

所謂的「4D列印技術」，是一種能夠自動變形的材料。把這種可自動變形的材料放入水中，它就能按照產品的設計自動折疊成相應的形狀。這項技術由麻省理工學院的自組裝實驗室開發和明尼蘇達州和以色列合資的一家3D列印機製造商斯特塔西有限公司合作開發。4D列印不但能夠創造出有智慧、有適應能力的新事物，還可以徹底改變傳統的工業列印甚至建築行業

6. 4D列印機，有什麼功能

4D列印，也就是四維列印, 所謂的第四維就是時間. 這種新興技術將會讓我們列印出可以自我重塑或者自我組裝的物體。
4D列印機就是在3D列印的基礎上增加時間元素，它首次是在洛杉磯舉行的《科技、娛樂、設計（TED）大會》由麻省理工學院自我組裝實驗室的科學家斯凱拉·蒂比茨對這款產品進行了展示4D列印機。
對於這一技術的運用，蒂比茨認為其能夠自我變形的特性，可以讓物體實現在地下管道等難以接觸到的地方進行自我組裝。此外，這一技術還有可能應用到傢具、自行車、汽車、甚至建築物的製造上。
蒂比茨正在尋找製造商與他合作，以期在這些方面進行創新。「我們在尋找必須使用到這些材料的產品……設想一下，如果水管能夠自我延伸，應對不同的需求和流量，這樣就能夠省掉挖掘街道的步驟了。」
一些專家們認為，這一技術的問世可能預示著自我組裝傢具時代的來臨。美國軟體開發商、參與4D技術開發的歐特克公司正在對此進行更進一步的研究。該公司首席研究專家卡洛·奧古恩稱：「想像一下這樣的場景，你在宜家買到一把椅子，然後把它放到你的屋子裡，關鍵的是，這把椅子會自我組裝。」
奧古恩說，4D列印概念的靈感來自於生物的自我復制能力。不過，該技術初期只能「列印」自動變形的條狀物體，其下一步的研究目標是「列印」片狀物體，然後才是結構更加復雜的物體。

7. 什麼是4D列印（是4D列印不是4D電影）

所謂的4D列印，准確地說是一種能夠自動變形的材料，只需將其放入水中，不需要連接任何復雜的機電設備，就能按照產品設計自動折疊成相應的形狀。4D列印最關鍵是記憶合金。4D列印由MIT 與Stratasys教育研發部門合作研發的，是一種無需列印機器就能讓材料快速成型的革命性新技術。

評價

人們相信，4D列印不但能夠創造出有智慧、有適應能力的新事物，還可以徹底改變傳統的工業列印甚至建築行業，而與之前3D列印概念相比，顯然將具備更大的發展前景。與3D列印需要建模、掃描不同，4D列印更為智能，物料可自行「創造」，簡化了列印過程，對列印材料有了更高要求。

Skylar Tibbits認為，4D列印讓快速建模有了根本性的轉變。與3D列印的預先建模然後使用物料成形並不一樣，4D列印直接將設計內置到物料當中，簡化了從「設計理念」到「實物」的創物過程。讓物體如機器般「自動」創造，不需要連接任何復雜的機電設備。

8. 與3D列印 相比4D列印讓列印的對象具備了下列哪種能力

3D列印剛搞懂，4D列印又來了

近日，世界上第一座裝配式混凝土3D列印趙州橋日前在河北工業大學落成；全球最大3D列印巡邏艇在美國緬因大學實驗室內「下水」……3D列印技術日漸成熟，不斷創造新的可能，然而你可能想不到的是，一種更先進的4D列印技術已經悄然興起了。

4D列印？沒騙人吧？讓列印的東西具備長寬高的3D形狀，在物理上說得通，再增加一個維度，似乎不可能吧？事實上，所謂4D列印就是讓列印的對象具備變形能力，在特定時間或激活條件下，無須人為干預，便可按照事先的設計進行自我調整。

沒錯，這就是4D列印，隨著時間的推移，列印出來的東西會變形。這讓人們不由得發出感嘆：科學技術的發展真是新奇又神速。

4D列印技術的秘密

4D列印技術，是在3D列印的基礎上發展起來的。3D包含的3個維度指的是長度、寬度和高度，利用3D技術可以列印出從牛排到手槍等無數產品；而4D列印增加的一個維度是指時間。因此有人將4D列印技術的概念簡化為這樣一個公式：4D= 3D＋時間。

與3D列印技術相比，4D列印的最大特點是，產品列印出來後，會隨著時間的推移，按照預先設定的模式和時間自我調適，慢慢改變形狀。例如，一根管子可以根據水的流量大小進行膨脹和收縮，或者自行起伏波動來傳送水流；一根繩子可以將自己扭轉成一個立方體；一隻咖啡杯會根據咖啡的不同溫度作出適當調整；或者使購回的傢具按照不同需要自行組裝……

4D列印技術的關鍵

這些「特異功能」之所以能夠實現，關鍵依靠兩條：一是創新的設計理念和計算機軟體；二是採用了特殊的原材料。

就設計理念而言，傳統的造物過程一般是先模擬後製造，或者一邊建物一邊調整模擬效果。與3D列印的預先建模而後使物料成形不同，4D列印是直接將設計內置到物料當中，在物料內嵌入了改變形狀的能力，簡化了從「設計理念」到「實物」的創造過程，從而使快速建模發生了根本性改變。在這里，列印將不再是創造過程的終結，而成為一個轉折點。這就好像把智慧植入到了材料當中，使材料變成沒有電線和發動機、具有自主意識的「機器人」。

4D列印所採用的材料是一種能自動變形的智能材料。科學家通過軟體完成建模和時間設定後，將這些材料置入水、熱、電等介質中，用水能、熱能、電能作為能量來源，它們就會在指定時間自動改變成所需要的形狀。例如，美國的一個設計工作室耗資約1.6萬元人民幣，通過3316個連接點把2279個列印塊連在一起，為一位女模特量身定製了世界首件可變形連衣裙，從而使4D列印技術變得更加具有實用價值和潛在的競爭力。

4D列印技術的突破

4D列印技術問世的最初階段，還只適合製造一些體積較小（如沙發）和質地較軟（如塑料）的產品，而要製造形狀復雜、結構堅固、可變形的陶瓷製品卻困難重重。

為了應對這些挑戰，香港城市大學用兩年半時間，研發出一種新型「陶瓷墨水」--某種聚合物和陶瓷納米粒子的混合物，用它列印的陶瓷前驅體非常柔軟，可比最初長度延長3倍。這些靈活、可延伸的陶瓷前驅體，使陶瓷折紙結構列印成為可能。經過適當的熱處理，它們就可以被製成形狀較大、結構復雜的陶瓷製品。其中最有代表性的成果之一，就是世界著名建築物悉尼歌劇院的外觀模型。

4D列印技術的前景

實現4D列印這一過程，聽起來似乎很簡單，其實不然。據研發人員介紹，「從製造墨水到研發整個列印系統，我們嘗試了許多不同的方法，就像往蛋糕上擠奶油一樣，影響效果的因素很多--從奶油的種類、裱花嘴的大小，到擠壓的速度和力度，再到溫度的調控，都有影響。」

鑒於以上的優越性，4D列印技術的應用范圍十分廣泛，甚至可能是無窮的。

首先是在電子產品領域。陶瓷材料在傳輸電磁信號方面遠遠優於金屬材料，隨著5G時代的到來，陶瓷產品在電子產品製造中將扮演越來越重要的角色。

其次是在建築工程領域。設想一下，長期受容量固定和維護成本高昂因素困擾的城市地下管道系統，今後如果能利用可編程的材料，使每條管道都能適應變化的環境，並能通過擴大或縮小來調整容量和流量，管道甚至還能在受損時自行維護或在報廢時分解，那將會是一種何等理想的材料？

再次，這項技術在航空航天和國防工業領域也將大有作為。由於陶瓷是一種能承受高溫、高壓的堅固材料，它被用作航天推進器部件的潛力巨大。美軍已開始利用3D列印技術研發新裝備，4D列印技術則可以讓美軍製造出能適應各種地形的車輛外殼，或能發現有毒氣體的制服。

此外，陶瓷具有藝術性，能被製成形態各異、結構復雜的藝術品，其中手機的後蓋也許會是一種不錯的選擇。

4D列印技術的發展方興未艾。下一步，研究人員的目標是進一步完善相關的計算機軟體，進一步強化陶瓷等材料的力學特性（例如降低它的脆度），以期在不久的將來，讓這項創新技術能在更多的領域得到推廣應用，使之真正成為「促進下一代產業革命的催化劑」。

9. 4D列印的概述

所謂的4D列印，比3D列印多了一個「D」也就是時間緯度，人們可以通過軟體設定模型和時間，變形材料會在設定的時間內變形為所需的形狀。准確地說4D列印是一種能夠自動變形的材料，直接將設計內置到物料當中，不需要連接任何復雜的機電設備，就能按照產品設計自動折疊成相應的形狀。4D列印最關鍵是記憶合金。4D列印由MIT與Stratasys教育研發部門合作研發的，是一種無需列印機器就能讓材料快速成型的革命性新技術。大小形狀可以隨時間變化。

10. 3d列印機和4d列印機有什麼相同點

4d列印與3d列印區別：
4D列印技術是在3D列印的基礎上發展起來的。3D包含的3個維度指的是長度、寬度和高度，利用3D技術可以列印出從牛排到手槍等無數產品；而4D列印增加的一個維度是指時間。因此有人將4D列印技術的概念簡化為這樣一個公式：4D=3D時間。
與3D列印的預先建模而後使物料成形不同，4D列印利用歐特克公司設計的新軟體Cyborg，直接將設計內置到物料當中，在物料內嵌入了改變形狀的能力，簡化了從「設計理念」到「實物」的創造過程，讓物體如同機器一樣無需連接任何復雜的設備就能「自動」創造，從而使快速建模發生了根本性改變。在這里，列印將不再是創造過程的終結，而成為一個轉向點。這就好像把智慧植入到了材料當中，使材料變成為沒有電線和發動機的、具有自主意識的「機器人」。

科羅拉多大學博爾德分校的研究人員已成功在其列印技術中加入第四個維度，為在製造、封裝和生物醫學中應用的自適應復合材料的製造和使用帶來可能。
該研究團隊由科羅拉多大學博爾德分校機械工程學院副教授H.傑里奇領導，他和其合作夥伴——來自新加坡科技設計大學的馬丁·L·鄧恩一起，已經開發出4D列印方法，並對其進行了測試。這些研究人員將「形狀記憶」聚合纖維加入傳統3D列印使用的復合材料中，從而生產出在某一種形狀上的固定對象，而這一形狀稍後會轉化為一種新的形狀