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4D打印技术对制造业升级意义重大 全球尚处于探索阶段

2021-01-11 17:41      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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4D打印技术对制造业升级意义重大 全球尚处于探索阶段

  4D打印是指利用“可编程物质”和3D打印技术,制造出在预定的刺激下可自我变换物理属性的三维物体。3D打印具有长、宽、高三个空间维度,与3D打印相比,4D打印还具有时间维度,物体被打印出来之后,形状和性能可以自我变换,这是二者之间的最大区别。4D打印是3D打印的技术升级。
 
  4D打印主要由设计、智能材料、打印设备、外部刺激因子四个要素构成,制造出的物体,在热、光、电等外界因素刺激下,可以变换形态、颜色、导电性、光学特性等属性。在工业领域,4D打印具有扩大产品设计自由度、可个性化生产、可实现数字化生产、降低生产时间和成本、可实现零库存、可消除供应链和组装线、产品不良率极低等独特优势,对制造业升级具有重要意义。
 
  4D打印制造出的物体属于智能化产品,在实际应用中,具有自适应能力与自我修复能力,可以广泛应用到人工组织器官、医疗器械、汽车交通、精密机械、航空航天、国防军工以及服装时尚、家具、建筑等各个领域。现阶段,4D打印技术仍处于探索阶段,尚未实现规模化生产应用,但其在制造业技术变革升级方面具有巨大潜力,因此受到全球多个国家的关注。
 
  全球4D打印技术研究不断深入,陆续有研究成果问世。2011年,美国麻省理工学院开始4D打印技术研究,2015年1月,第一件4D镂空连衣裙问世;2016年,中国第四军医大学西京医院专家团队联合驻地某国家重点实验室,首次将4D打印气管外支架成功用于婴儿复杂先天性心脏病合并双侧气管严重狭窄的救治领域;2017年,美国国家航空航天局利用4D打印技术,制作出用于外太空的先进纤维材料。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年4D打印行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,在海外市场中,4D打印相关研究机构与企业主要有美国麻省理工学院、美国惠普、美国Autodesk、美国Stratasys、澳大利亚卧龙岗大学、新加坡科技设计大学等;在中国市场中,4D打印相关企业主要有钢研高纳、西部材料、有研新材、博威合金、博云新材、新开源、英力特、法尔胜等。
 
  新思界行业分析人士表示,4D打印技术是3D打印技术的升级,在国家政策的支持下,我国3D打印行业发展迅速,初步估算2020年国内3D打印市场规模会达到45亿美元左右。与美国相比,我国3D打印技术起步较晚,在部分技术领域存在差距,而现阶段,美国以及全球其他国家4D打印均处于研究阶段,我国在4D打印领域已经实现一定技术突破,与美国等国家处于同一起跑线,叠加4D打印的独特优势,相较来说,未来我国4D打印行业发展空间更大。
 
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