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“4D打印”,将智慧植入材料

时间:2021-11-24 作者:专家委 点击:73

仪表网 仪表下游】在传统的思路模式和制造工艺条件下,当设计过程中需要检验产品不同部分的状态、适合度和功能性时,就需要由熟练的工艺师使用劳动密集型的车间技术创建产品的功能原型。而为生产大量的产品原型而花费几个星期和成千上万美元、欧元的情况并不少见。
 
  相较之下,应用3D打印技术,则可以在几个小时内制作完成所需的功能模型,致使整个产品设计制作的过程变得非常迅速而便捷;这也就最大限度地降低了产品的设计制作成本。
 
  当我们还沉浸于3D打印技术带来的变革红利的时候,4D打印技术已经让快速建模产生了根本性的转变。相较于3D打印技术的预先建模、扫描,然后使用物料成形,4D打印技术则直接将设计内置到物料当中,简化了从“设计理念”到“实物”的造物过程,让物体如金刚般“自动”创造。
 
  就如所有物体都因为时间而存在一样,物体形状的改变也需要时间。在时间的维度下,利用特别材料加工的物体,在一些外界激活因素的作用下,其形状能够自行发生改变。
 
  与3D打印的预先建模然后使用材料打印不一样,4D打印的逻辑是,先用3D打印机打印出一种刚性的智能材料,然后将这种材料与上述外界激活因素结合,从而按照预先设定的路径完成物体形态的改变。
 
  传统而言,造物过程一般都是,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打印技术则颠覆了传统的造物方式。3D打印不仅让造物变得简单、快捷、精准,而且还十倍百倍地压缩了造物成本。4D打印技术则是对3D打印造物方式的再次升级,化传统造物工艺于无形。
 
  “4D打印”的核心在于创造出能够在打印出来之后发生形变的物体,让它们进行自我调整。由此一来,打印将不再是创造过程的终结,而是仅仅成为一个转向点,就像把智慧植入到了材料当中。
 
  未来,或许一辆车将能够应付下雨天,一个咖啡杯也可以根据咖啡的不同温度做出调整,水管能够自己膨胀或收缩,甚至自己起伏波动来传送水流。可以说,4D打印让物体在一定的介质条件下,实现了让物品变形幻化出无限种形态与规格物体的可能性。

(来源:仪器仪表网 )