3D打印才剛剛開始變得流行，且擁有著成為下一個產業革命的潛力，但科學家們似乎想要該初生技術推到極限，打造支持隨著時間演變的打印技術——4D打印技術。設想一下：從打印機里出來時是一個樣，隨著時間的推移、環境的改變，打印成品可以和水、空氣、溫度產生互動，變化成另外一個樣子??不禁嘆道：神奇的打印技術又將向前邁進一大步。
作者、編輯: Vivian Peng @DamnDigital
Cover Image: Wang Qi@DamnDigital
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2013TED演講：Skylar Tibbits-The emergence of “4D printing”
在今年年初于洛杉磯舉行的TED大會上，麻省理工學院自組裝實驗室的研究人員展示了首款可以自動組裝的4D物體。該4D物體由數層塑料制成，外加一層“智能”材料，該“智能”材料能夠在吸水時變形，自動變成一種理想的形狀。該自組裝實驗室的科學家將該4D物體的第四維度定為時間，使得該3D打印出的物體能夠隨著時間“演變”。
談到4D打印過程，建筑師和電腦科學家斯凱勒?蒂比茨（Skylar Tibbits）說道，“我們提出第四維度是時間，靜態物體將能夠隨著時間自動變化和適調。該剛性材料成為一個架構，其它層則是彎曲和扭轉該架構的力量來源。本質上來看，那種打印并不新鮮，只不過它涉及未來的變化。”
在TED大會上展示的4D物體，是3D打印出的管子。該管子放在水中，會自動組裝成為一個立方體，涉及的原理是，其內部“智能”材料利用水作為能量來源，從而帶來形狀的改變。
這種變形功能的潛力無限，適用領域從日用消費品到生物醫學實踐，從航空航天工業到體育界，無所不包。蒂比茨說，“你可以設想隨運動員和環境的改變而改變的服裝和鞋子，輪胎可根據不同路況而變形，消費者就不用為不同路面購買不同型號的輪胎了。”
對他來說，終極目標是將這項技術運用到宏觀層面上：利用4D打印技術，降低制造業的能源和勞動力成本。
蒂比茨使用歐特克軟件公司（Autodesk）的Project Cyborg軟件，設計出活動材料的大小和位置，接著斯川塔斯公司開發的Connex混合材質打印機同時將兩種材料放入相應位置。
當然，遇水變形的產品是一項巨大的成就，而團隊未來的宏大計劃是改革全球制造業的面貌。如此一來，一些略為簡單粗糙的產品和體驗將被迫進化或走向滅亡——比如宜家的DIY家具組裝。
4D打印過程需要兩種材料：靜止的和活動的。靜止材料負責奠定幾何結構，而活動材料包含了促使物體變形的能量和信息。
雖然目前來說，這項技術聽起來還很抽象，但已經有不少視頻能夠讓我們很直觀清晰地目的這一技術的真相：
Skylar Tibbits – Self-assembly line
4D Printing MIT Self-Folding Strand
4D Printing Cube Self-Folding Strand
未來誰知道呢？蒂比茨說，“4D打印的應用領域無窮無盡。
參考資料來源：
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