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3D打印堪称一项颠覆性的技术。”日前,李克强总理在主持国务院专题讨论的时候强调:中国要加快3D打印、工业机器人等新技术、新装备的运用和制造,实现中国制造水准的跃升。虽然“人”始终是最活跃的因素,但生产工具的变革往往能起到关键作用。
李总理吹向“新打印技术”的风,不仅将掀起3D打印技术热,也将为4D打印技术的发展添柴加薪。那么,在3D打印基础上增加可自变维度的4D打印,又是一种怎样状况呢?
而关于4D我们需要一些基本的了解,在我们最为熟知的概念中普遍认知是2D,也就是在平面上打印,比如打印个文档、文件、图纸、照片之类,也就是X、Y的构成维度。而到了3D打印,通俗的理解就是在X、Y维度的基础上增加一个Z的维度,就构成了三维立体。但到了4D打印,所增加的维度不再是X、Y、Z所构成的立体维度,而是在这些维度之外所增加的时间维度。简单的理解,所谓4D打印就是在一个立体的维度基础上,目前所公认的增加维度,就是时间。
2D、3D、4D,看起来像个等差数列,实际上就是每一级增加了一个D,即打印出来的物体增加了一个维度(dimension)。如果说2D是X、Y;3D是X、Y、Z;那么4D则是X、Y、Z的基础上增加了T。这就意味着4D打印融入了时间,也就是表示4D打印就是打印出可以随时间变化而改变的物体,而这种改变我们可以理解为自我组装。
目前国际上对于4D打印的理解主要是基于麻省理工大学一个叫NervousSystem的工作室所开发的一套4D打印系统Kinematics的试验为基础,那些3D打印出来的铰链式三角小模块,在一定的外在介质下,可以在特定的时间实现自我组装成各种不同结构的物体。
美国麻省理工学院4D打印项目研发负责人斯凯拉•蒂比茨表示,“这就像把智慧植入到了材料当中。”而这种“智慧”更专业的理解为一种增加了时间维度的自变形要素,这种直接将设计内置到物料当中的4D打印,简化了从“设计理念”到“实物”的造物过程,即物品在经过基础打印之后,便不再需要连接任何复杂的机电设备就可以自行变幻成所预设的产品模样,实现犹如金刚般“自动”创造。