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3D打印技术慌了4D来翻盘了【新资讯】

发布时间:2019-10-17 17:09:36 阅读: 来源:护栏网厂家

4月19日,据《新科学人》报道,一种新的4D打印技术问世,可以在几分钟内创建复杂的结构,可用于制造温度激活型心脏支架、药物胶囊和扁平包装家具。

所谓4D打印,就是比3D多了一个时间的维度,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。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,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。

近几年,关于4D打印技术的消息一直源源不断。2013年3月,美国麻省理工学院的自动组装实验室首创4D打印技术,成功地把3D打印的绳子放置在水中,使其自我弯曲折成“MIT”。2017年4月,来自乔治亚理工学院、新加坡科技设计大学和中国西安交通大学的研究人员展示了一种新的4D打印技术,给3D打印出来的物体通过特殊加热处理,随着时间的推移就会产生不同形态的变化。近日,美国宇航局NASA最近开发出了一种全新的4D打印技术,可以将复合材料应用于多个组件层,并且创建各种具有不同作用的柔性织物。

自4D打印技术进入大众的视野,就受到全球的广泛关注,不断应用于工业、航天、医疗、军事等诸多领域。

航空航天领域

2013年4D打印技术一问世,就得到美国宇航局NASA的青睐,近几年也一直在深入研究就宇宙环境下压力、温度的变化,材料如何进行“结构变形”、“自行装配”等设想,并探讨空间站建造中的一些应用课题。近日,美国宇航局NASA终于有了新的突破,开发出一种全新的4D打印技术,可以制造出一种“链甲”来保护飞船不受流星的冲击,同时也可以使用在太空服上,防止出现破损危及宇航员性命。

医疗领域

4D打印技术的材料是响应生物相容性材料,这些材料能根据外界刺激(包括温度、水、磁场等)转变功能重塑形态,从而制造出更复杂的类似于肝和心脏等原生组织结构,对生物医疗领域做出巨大贡献。2016年,唐都医院联合了第四军医大学3D打印研究中心、西安交通大学机械工程学院,用4D打印技术为患者量身制作了以生物材料为原材料的可降解支架。3月28日,唐都医院胸腔外科成功这个支架放置在气管外侧,完成一例因气管狭窄导致呼吸困难的手术案例。

军事领域

颠覆性技术的出现,往往最先应用于军事领域。高端武器装备的研发、生产成本都比较高,3D打印技术部分解决了制造生产的初期问题,4D打印技术则更进一步的在一体化打印的基础上实现武器不同部件的可变形组装。4D打印使设计建模到产品成型高度一体化,大大缩短了武器升级周期;4D打印使用的智能材料,提高了武器装备的环境适应能力和作战效能,符合信息化战争中对武器装备提出的更特殊的要求。美陆军首席技术官格雷丝·博赫内克表示,防弹衣未来可能会采用4D打印技术,利用4D打印开发出的轻薄小巧防弹衣,便于储存和携带,也可以伸展开并提供全面的防护。

工业领域

4D打印简化了工业制造中的繁琐环节。设计者只要简单地编程,而无需生产机床等上游生产设备,也不需要过多的考虑部件与产品本身结构的难易程度。4D打印技术能节省多达90%的打印时间和材料,并且完全省去了设计时间和制造流程的机械设计时间。4D打印技术在不锈钢加工行业、激光切割行业、材料设计行业、塑料加工行业、机器零件行业等都有广泛应用。

小结

近年来,4D打印技术正当其时,呼声很高,但并不意味着3D打印技术就out了,对于至今已有长达30余年之久的3D打印,也不必要惊慌,你所沉淀下来的工艺、技术等,对4D打印都是很好的借鉴。4D打印正在成长中,还面临诸多挑战,比如对打印工艺要求高,核心打印材料价格高、种类少等,随着科技的进步,这些困难将会慢慢克服,4D打印将有更大的发展前景。

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