涨知识：什么是4D打印技术？

你绝对听说过3D 打印机，但最近有一间工业用3D 打印机制造商Stratasys，开发出一种新的材料，并与麻省理工学院的「自我组装实验室」合作，替3D 打印技术的更高层级，下了一个新的注解，抢先宣告4D 打印即将诞生。

对于工业及制造业来说，3D成型的技术其实并不稀奇，这种不需要模具，就能快速生成各种模型及零件的制造技术，早在1980年代开始便已逐渐成熟，但由于机器设备之昂贵，远非平常人所负担得起，所以直到最近，3D打印技术才开始有普及到一般消费市场的趋势。3D打印的概念并不难理解，因为所谓的3D，就是由长、宽、高三个维度所构成，因此你只要设定好电脑中3D建模的体积大小，在不考虑耗损的情况下，3D打印机是可以分毫不差的打印出完整的实体出来。

自我组装实验室致力研究于机械与建筑方面的结构性改良

    那4D打印技术又是什么？我们都知道，4D就是在长、宽、高之外，另外加入了时间的维度，如果套用到打印技术上的话，指的就是你所打印出来的东西，可以依照你预先设定的程序，随时间而改变形状，这种奇特的概念，得从麻省理工学院的「自我组装实验室」（Self-Assembly Lab）说起。

    自我组装实验室的主持者Skylar Tibbits研究员，本身是一名建筑师、设计师和电脑科学家，他认为在不久的未来，像建筑物和机器设备等这些人工物件，都将拥有自我组装、复制和自我修复的能力，就像是存在于生物中的DNA与蛋白质一样，2011年的TED大会中，Skylar Tibbits也向世人解释了自我组装构想与初步成果的呈现，只要将经过特殊编码的程序嵌入至元件之中，便能让元件拥有可变形的重组特性，我们在TED演说影片中可以看到，两条同样材质的链子，透过摇晃的动作施予能量，链子便能依照预先设定好的编码结构，折叠变形成不同的样子。

要让自我组装程序成功进行，必需具备单位几何结构、元件吸引力及能量等三个要素

    也许是预见到这种重组变形性质的未来发展，一家专门制造工业用3D打印机及3D模型的Stratasys公司，便与Skylar Tibbits的自我组装实验室合作进行研究，期望将此种技术应用到3D打印机所打印出的模型上头，且最近终于有了重大的突破，由Stratasys开发出的一种尚未命名的新材料，因为它能够跟水进行反应，故能够加以编程而进行变形的机制，也因此Stratasys公司隆重称之为下一代的4D打印技术。

    你或许会问，这东西到底有什么用？其实用途还满广泛的，除了水以外，未来也可能开发出与光、热或压力进行反应的新材料，所以像是从IKEA买回的家具，你不用自己组合，放在灯光下，它就会慢慢变形成桌椅。地下水管线，遇到地震时，也可以依照受压的部位来进行变形，减少管线破裂的危险，还有不用人力便能搭建的组合屋等等，而对于更精密的机器，则也可能够透过更复杂的编码程序，进行二次或三次的变形，就有如变形金刚般的科幻场景一般，但这项技术目前还处于研究阶段，要达到足够的实用性，的确还有一段很长的路要走。

来源：天工社