3D打印out了?4D打印讓科幻變現(xiàn)實
寶馬公司設計的4D打印概念車。 來源:資料圖片
提到3D技術,您可能并不陌生。那么,您知道是什么是4D技術嗎?
近日,麻省理工學院的一個科學家團隊借助于3D打印技術,在打印之后對原有物體進行轉(zhuǎn)化,生成了一種強度比鋼強10倍而密度只有鋼的1/20的新型輕質(zhì)材料,讓4D打印成為打印歷史上又一里程碑。
4D打印技術除了擁有3D打印的“長寬高”三維結(jié)構(gòu)外,還增加了一個新的維度,就是“時間”。這意味著,4D打印出來的東西,不再只能以固定的形態(tài)存在,而是可以根據(jù)前期設定的時間,在一定條件之下,自動發(fā)生形狀等方面的改變。
早在2015年1月,麻省理工學院自動組裝實驗室曾設計出了一件鏤空的4D連衣裙,這種裙子會根據(jù)穿戴者的體形自我調(diào)整、變化,一定程度解決了“量體裁衣”的問題。不久,該實驗室又打印出了世界上第一雙4D鞋子,它可依照人腳的形狀和大小動態(tài)調(diào)節(jié),而且富有彈性的材料減少了制鞋的成本。
2015年,澳大利亞臥龍崗大學的科學家研發(fā)出一款4D打印水凝膠,它材質(zhì)堅硬并且能根據(jù)水溫不斷改變形狀。用它打印出的一個水閥,能根據(jù)水溫自動調(diào)節(jié)粗細,實時改變通水量。據(jù)悉,這種水凝膠未來可能在城市水網(wǎng)改造、醫(yī)學器官再造和航天器等方面發(fā)揮作用。
2016年3月,寶馬公司嘗試將4D打印用于汽車零部件制造。用4D打印車輪上的一種柔性覆蓋板,它能根據(jù)環(huán)境調(diào)整大小,發(fā)揮了非常出色的空氣動力學性能。
目前的4D打印需要外部能量來刺激內(nèi)在變化,它的主要應用場景仍在實驗室里。因此,為4D打印研發(fā)出具有良好適應性和復雜性的設計軟件、更為智能的復合材料以及兼具精確性和靈活性的4D專用打印機,將是4D打印技術未來發(fā)展的重要議題。
但是這并不妨礙我們設想:在不久的將來,利用4D打印技術,科幻電影中的場景就會真實地發(fā)生在我們周圍:一個咖啡杯可以根據(jù)咖啡的溫度做出調(diào)整;你的沙發(fā)可以根據(jù)客人的體型變換大小;汽車也可能真的像變形金剛那樣變成飛船。