4d打印技术是什么

1. 4D技术是什么原理

目前利用3D技术已可以打印出从食品面包到军械枪弹等各种新产品。但4D打印又与3D打印有所不同，4D打印最显着的特点和优势是：所打印的产品会随着时间的变量，按照预先设定的模式和要求，自动重塑形态结构，即在指定的时间形成所需要的形状。例如，输水管道可以根据水流量的大小而自动调节管径，可利用自行起伏波动将水流输送到指定地点；汽车会根据车内温度自动打开散热孔盖散热；家具可根据路途自行设定组装时间，或按照需要将购回的家具进行重组。
4D智慧重在利用计算机软件，并将相关设计思想直接内置于材料当中，同时赋予其按需求改变形状的能力，所产出的物品如同智能机器人一样，无需外接任何设备，就能实现“自动适应”“自动调节”和“自动创造”。
4D技术需要静止的和活动的两种材料。静止材料奠定了物品的几何结构，而活动材料包含了促使物体变形的能量和信息，成为可编程材料，成为一种高科技智能材料。
4D变形功能可谓应用潜力无限，适用领域广阔：从军用到民用；从日用消费品生产到生物医学实践；从航天工业到体育娱乐，可谓无所不及，未来将被应用到生产和生活各个领域。
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2. 什么是4d技术

4D技术是相对于3D技术而言，2013年2月26日，在美国加州举行的娱乐和设计大会上，麻省理工学院建筑系自组装实验室专家斯凯勒·蒂比茨，向世人展示了“梦幻”般的4D智慧：只见一根看似普通、由3D打印机打印出来的新型复合材料管被缓缓置入水中，随着时间推移奇迹发生了，那静置在水中的细管，竟像一条经过冬眠的蛇慢慢苏醒、移动、旋转，最终形成了正四面体形态。

所谓“4D智慧”，就是在传统3D打印技术中再加入“时间”变量，不仅包含3D的长、宽和高3个维度，更增加了一个时间维度，使打印出的物体可以随着时间推移在形态结构上自我进行智慧调整，最终自动达到预先设计要求。

目前利用3D技术已可以打印出从食品面包到军械枪弹等各种新产品。但4D打印又与3D打印有所不同，4D打印最显着的特点和优势是：所打印的产品会随着时间的变量，按照预先设定的模式和要求，自动重塑形态结构，即在指定的时间形成所需要的形状。例如，输水管道可以根据水流量的大小而自动调节管径，可利用自行起伏波动将水流输送到指定地点；汽车会根据车内温度自动打开散热孔盖散热；家具可根据路途自行设定组装时间，或按照需要将购回的家具进行重组。

3. 什么是3D打印，什么是4D打印

3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
所谓的4D打印，准确地说是一种能够自动变形的材料，只需将其放入水中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。4D打印最关键是记忆合金。

4. 4d打印机怎么回事，什么原理

4D打印并不是“第四维度”，按照Skylar Tibbits的概念来解释，就是自我组装，即材料自动变成为预设的模型，通过软件设定模型和时间，变形材料会在指定时间之内变形为所需的形状。

4D打印概念源于美国麻省理工大学在TED2013大会大会上发布4D打印技术。4D打印并不是“第四维度”，按照Skylar Tibbits的概念来解释，就是自我组装，即材料自动变成为预设的模型，通过软件设定模型和时间，变形材料会在指定时间之内变形为所需的形状。

4D打印让快速建模有了根本性的转变。与3D打印的预先建模然后使用物料成形并不一样，4D打印直接将设计内置到物料当中，简化了从“设计理念”到“实物”的创物过程。让物体如机器般“自动”创造，不需要连接任何复杂的机电设备。

为了充分应用这一新技术，Autodesk公司的研发团队进一步设计了新软件Cyborg，可以用于自我组装和可编程的模拟材料，实现设计的优化和材料的折叠。

传统而言，造物过程一般是，先模拟后制造，或者一边建物一边调整模拟效果。而通过硬件和软件的紧密结合，4D打印颠覆了传统的造物方式。

5. 4D打印技术的背景 意义

所谓的“4D打印技术”，是一种能够自动变形的材料。把这种可自动变形的材料放入水中，它就能按照产品的设计自动折叠成相应的形状。这项技术由麻省理工学院的自组装实验室开发和明尼苏达州和以色列合资的一家3D打印机制造商斯特塔西有限公司合作开发。4D打印不但能够创造出有智慧、有适应能力的新事物，还可以彻底改变传统的工业打印甚至建筑行业

6. 4D打印机，有什么功能

4D打印，也就是四维打印, 所谓的第四维就是时间. 这种新兴技术将会让我们打印出可以自我重塑或者自我组装的物体。
4D打印机就是在3D打印的基础上增加时间元素，它首次是在洛杉矶举行的《科技、娱乐、设计（TED）大会》由麻省理工学院自我组装实验室的科学家斯凯拉·蒂比茨对这款产品进行了展示4D打印机。
对于这一技术的运用，蒂比茨认为其能够自我变形的特性，可以让物体实现在地下管道等难以接触到的地方进行自我组装。此外，这一技术还有可能应用到家具、自行车、汽车、甚至建筑物的制造上。
蒂比茨正在寻找制造商与他合作，以期在这些方面进行创新。“我们在寻找必须使用到这些材料的产品……设想一下，如果水管能够自我延伸，应对不同的需求和流量，这样就能够省掉挖掘街道的步骤了。”
一些专家们认为，这一技术的问世可能预示着自我组装家具时代的来临。美国软件开发商、参与4D技术开发的欧特克公司正在对此进行更进一步的研究。该公司首席研究专家卡洛·奥古恩称：“想象一下这样的场景，你在宜家买到一把椅子，然后把它放到你的屋子里，关键的是，这把椅子会自我组装。”
奥古恩说，4D打印概念的灵感来自于生物的自我复制能力。不过，该技术初期只能“打印”自动变形的条状物体，其下一步的研究目标是“打印”片状物体，然后才是结构更加复杂的物体。

7. 什么是4D打印（是4D打印不是4D电影）

所谓的4D打印，准确地说是一种能够自动变形的材料，只需将其放入水中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。4D打印最关键是记忆合金。4D打印由MIT 与Stratasys教育研发部门合作研发的，是一种无需打印机器就能让材料快速成型的革命性新技术。

评价

人们相信，4D打印不但能够创造出有智慧、有适应能力的新事物，还可以彻底改变传统的工业打印甚至建筑行业，而与之前3D打印概念相比，显然将具备更大的发展前景。与3D打印需要建模、扫描不同，4D打印更为智能，物料可自行“创造”，简化了打印过程，对打印材料有了更高要求。

Skylar Tibbits认为，4D打印让快速建模有了根本性的转变。与3D打印的预先建模然后使用物料成形并不一样，4D打印直接将设计内置到物料当中，简化了从“设计理念”到“实物”的创物过程。让物体如机器般“自动”创造，不需要连接任何复杂的机电设备。

8. 与3D打印 相比4D打印让打印的对象具备了下列哪种能力

3D打印刚搞懂，4D打印又来了

近日，世界上第一座装配式混凝土3D打印赵州桥日前在河北工业大学落成；全球最大3D打印巡逻艇在美国缅因大学实验室内“下水”……3D打印技术日渐成熟，不断创造新的可能，然而你可能想不到的是，一种更先进的4D打印技术已经悄然兴起了。

4D打印？没骗人吧？让打印的东西具备长宽高的3D形状，在物理上说得通，再增加一个维度，似乎不可能吧？事实上，所谓4D打印就是让打印的对象具备变形能力，在特定时间或激活条件下，无须人为干预，便可按照事先的设计进行自我调整。

没错，这就是4D打印，随着时间的推移，打印出来的东西会变形。这让人们不由得发出感叹：科学技术的发展真是新奇又神速。

4D打印技术的秘密

4D打印技术，是在3D打印的基础上发展起来的。3D包含的3个维度指的是长度、宽度和高度，利用3D技术可以打印出从牛排到手枪等无数产品；而4D打印增加的一个维度是指时间。因此有人将4D打印技术的概念简化为这样一个公式：4D= 3D＋时间。

与3D打印技术相比，4D打印的最大特点是，产品打印出来后，会随着时间的推移，按照预先设定的模式和时间自我调适，慢慢改变形状。例如，一根管子可以根据水的流量大小进行膨胀和收缩，或者自行起伏波动来传送水流；一根绳子可以将自己扭转成一个立方体；一只咖啡杯会根据咖啡的不同温度作出适当调整；或者使购回的家具按照不同需要自行组装……

4D打印技术的关键

这些“特异功能”之所以能够实现，关键依靠两条：一是创新的设计理念和计算机软件；二是采用了特殊的原材料。

就设计理念而言，传统的造物过程一般是先模拟后制造，或者一边建物一边调整模拟效果。与3D打印的预先建模而后使物料成形不同，4D打印是直接将设计内置到物料当中，在物料内嵌入了改变形状的能力，简化了从“设计理念”到“实物”的创造过程，从而使快速建模发生了根本性改变。在这里，打印将不再是创造过程的终结，而成为一个转折点。这就好像把智慧植入到了材料当中，使材料变成没有电线和发动机、具有自主意识的“机器人”。

4D打印所采用的材料是一种能自动变形的智能材料。科学家通过软件完成建模和时间设定后，将这些材料置入水、热、电等介质中，用水能、热能、电能作为能量来源，它们就会在指定时间自动改变成所需要的形状。例如，美国的一个设计工作室耗资约1.6万元人民币，通过3316个连接点把2279个打印块连在一起，为一位女模特量身定制了世界首件可变形连衣裙，从而使4D打印技术变得更加具有实用价值和潜在的竞争力。

4D打印技术的突破

4D打印技术问世的最初阶段，还只适合制造一些体积较小（如沙发）和质地较软（如塑料）的产品，而要制造形状复杂、结构坚固、可变形的陶瓷制品却困难重重。

为了应对这些挑战，香港城市大学用两年半时间，研发出一种新型“陶瓷墨水”--某种聚合物和陶瓷纳米粒子的混合物，用它打印的陶瓷前驱体非常柔软，可比最初长度延长3倍。这些灵活、可延伸的陶瓷前驱体，使陶瓷折纸结构打印成为可能。经过适当的热处理，它们就可以被制成形状较大、结构复杂的陶瓷制品。其中最有代表性的成果之一，就是世界着名建筑物悉尼歌剧院的外观模型。

4D打印技术的前景

实现4D打印这一过程，听起来似乎很简单，其实不然。据研发人员介绍，“从制造墨水到研发整个打印系统，我们尝试了许多不同的方法，就像往蛋糕上挤奶油一样，影响效果的因素很多--从奶油的种类、裱花嘴的大小，到挤压的速度和力度，再到温度的调控，都有影响。”

鉴于以上的优越性，4D打印技术的应用范围十分广泛，甚至可能是无穷的。

首先是在电子产品领域。陶瓷材料在传输电磁信号方面远远优于金属材料，随着5G时代的到来，陶瓷产品在电子产品制造中将扮演越来越重要的角色。

其次是在建筑工程领域。设想一下，长期受容量固定和维护成本高昂因素困扰的城市地下管道系统，今后如果能利用可编程的材料，使每条管道都能适应变化的环境，并能通过扩大或缩小来调整容量和流量，管道甚至还能在受损时自行维护或在报废时分解，那将会是一种何等理想的材料？

再次，这项技术在航空航天和国防工业领域也将大有作为。由于陶瓷是一种能承受高温、高压的坚固材料，它被用作航天推进器部件的潜力巨大。美军已开始利用3D打印技术研发新装备，4D打印技术则可以让美军制造出能适应各种地形的车辆外壳，或能发现有毒气体的制服。

此外，陶瓷具有艺术性，能被制成形态各异、结构复杂的艺术品，其中手机的后盖也许会是一种不错的选择。

4D打印技术的发展方兴未艾。下一步，研究人员的目标是进一步完善相关的计算机软件，进一步强化陶瓷等材料的力学特性（例如降低它的脆度），以期在不久的将来，让这项创新技术能在更多的领域得到推广应用，使之真正成为“促进下一代产业革命的催化剂”。

9. 4D打印的概述

所谓的4D打印，比3D打印多了一个“D”也就是时间纬度，人们可以通过软件设定模型和时间，变形材料会在设定的时间内变形为所需的形状。准确地说4D打印是一种能够自动变形的材料，直接将设计内置到物料当中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。4D打印最关键是记忆合金。4D打印由MIT与Stratasys教育研发部门合作研发的，是一种无需打印机器就能让材料快速成型的革命性新技术。大小形状可以随时间变化。

10. 3d打印机和4d打印机有什么相同点

4d打印与3d打印区别：
4D打印技术是在3D打印的基础上发展起来的。3D包含的3个维度指的是长度、宽度和高度，利用3D技术可以打印出从牛排到手枪等无数产品；而4D打印增加的一个维度是指时间。因此有人将4D打印技术的概念简化为这样一个公式：4D=3D时间。
与3D打印的预先建模而后使物料成形不同，4D打印利用欧特克公司设计的新软件Cyborg，直接将设计内置到物料当中，在物料内嵌入了改变形状的能力，简化了从“设计理念”到“实物”的创造过程，让物体如同机器一样无需连接任何复杂的设备就能“自动”创造，从而使快速建模发生了根本性改变。在这里，打印将不再是创造过程的终结，而成为一个转向点。这就好像把智慧植入到了材料当中，使材料变成为没有电线和发动机的、具有自主意识的“机器人”。

科罗拉多大学博尔德分校的研究人员已成功在其打印技术中加入第四个维度，为在制造、封装和生物医学中应用的自适应复合材料的制造和使用带来可能。
该研究团队由科罗拉多大学博尔德分校机械工程学院副教授H.杰里奇领导，他和其合作伙伴——来自新加坡科技设计大学的马丁·L·邓恩一起，已经开发出4D打印方法，并对其进行了测试。这些研究人员将“形状记忆”聚合纤维加入传统3D打印使用的复合材料中，从而生产出在某一种形状上的固定对象，而这一形状稍后会转化为一种新的形状