4D打印技术.ppt

汇报内容 二、4D打印技术的发展 一、3D、4D打印技术的简介 三、4D打印的技术支持 四、4D打印技术的进展及应用 五、4D打印技术的评价 据英国媒体2月28日报道，在很多人刚刚知 道有3D打印机还没来得及明白的时候，美国麻 省理工学院日前在洛杉矶举行的娱乐和设计大 会（TED）上就推出了其升级版本4D打印机。 何为3D打印？ 3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数 字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材 料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。 3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。 常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐 渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印 而成的零部件。 该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施 工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教 育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都 有所应用。 何为4D打印？ 利用传统3D打印技术将具有“形状记忆”特性的聚合 纤维纳入到复合材料中，使得这种有固定外形的产品可以 在加工完成之后，再被变成另一种外形。 随着打印材料的丰富，以及更大尺度打印分辨率的提 升，3D打印技术愈发成熟，而4D打印技术的出现，将使 人们能够以新的途径来制造可逆的或可变的三维表面和固 体物件，比如汽车、飞机和天线用到的具有复杂外形的复 合材料壳层等等。 4D打印技术相比3D打印技术，多了时间的概念。 在TED上，麻省理工学院自我组装实验室的科学 家斯凯拉蒂比茨对这款产品进行了展示。在展示过程 中，一根复合材料在水中完成了自动变形。据介绍， 这根复合材料由3D打印机“打印”，所使用的原材料为 一根塑料和一层能够吸水的“智能”材料。 蒂比茨称：“打印过程并不是新鲜的东西，关键是 打印出来后发生的变化。” 4D技术的发展 4D打印“自我组装” 4D打印技术 4D打印：可以自己组装自己 自组装 技术支持 为了充分应用这一新技术，Autodesk公司的研发团队进一 步设计了新软件Cyborg，可以用于自我组装和可编程的模 拟材料，实现设计的优化和材料的折叠。 传统而言，造物过程一般是，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 打印颠覆了传统的造物方式。 研究进展 为了利用这种进化的4D打印技术的实用性， Tibbits和他的新麻省理工学院实验室将与私人公司 合作研究实际应用，比如说家具制造以及最终的宇宙 航天和建筑领域。 尽管Tibbits在过去已经创造了 4D打印技术原型，但是他现在 公布的系统已经将这项技术改进 到实用性阶段，使用的智能材料 比过去他创造的更简单、更小而 且更廉价。它也能够被用于多种 类型的材料，而不是像3D打印 机一样单单只限于一种塑料。 Tibbits告诉TED的观众道：“这 就像是没有线和电机的机器人。 ” 美陆军首席技术官格雷丝博赫内克指出，4D打印 “延续了3D打印，并添加了变形维度”。其想法是，当 处于不同环境下，比如水中或者极端温度下，3D打印出 来的部件的性能可以随之改变。博赫内克表示，防弹衣 未来可能会采用4D打印技术。 技术应用 博赫内克表示，防弹衣未来可能会采用4D打印技术 。陆军在过去十年中一直在努力满足防护服的双重需求 既有保护作用，又足够的轻盈，不会给士兵增加负担或 限制动作。利用4D打印，科学家未来可能开发出轻薄小巧 的防弹衣，便于储存和携带，但也可以伸展开并提供全面 的防护。 评价 人们相信，4D打印不但能够创造出有智慧、有适 应能力的新事物，还可以彻底改变传统