卡耐基梅隆大学研发的4D打印技术与3D打印有什么区别？
时间:2018-10-02 22:42 来源:电子发烧友网 作者:中国3D打印网 点击:次
近日，美国卡内基梅隆大学的研究人员公布了一项最新研究成果，他们制造出一系列由热塑性塑料制成的 4D 打印物体，这些物体只需使用通用的3D打印机就可以进行生产打印，而且在受热到一定程度时这些物体可以将自身折叠成预定的形状。就在之前，南极熊就报道过，中国香港吕坚教授科研团队首次实现陶瓷4D打印。
和3D打印相比，4D打印在3D打印的基础上增加了一个时间维度，即4D打印的物件会随着时间的推移（自动）变成不同的形状。据悉，这是一项低成本、可逆的致动器技术，通过应用一种薄薄的导电热塑性塑料，借助廉价的3D打印机或者手工涂漆，将导电热塑性塑料涂在普通的纸张上。当施加电流时，热塑性材料加热并膨胀，导致纸张弯曲或折叠；当电流被移除时，纸张则恢复成预定的形状。
在整个研究过程中，该团队设计了一些“基本执行器”，这些“执行器”基于折纸和剪纸形式，利用该技术，其可以将自己变成球或圆柱体结构，也可以用于构造更精细的物体，比如：利用该技术制作的灯罩，在改变灯罩形状的同时还可以改变灯的亮度，或者制作成具有叶瓣的人造含羞草植物，当触摸该植物时叶片将依次打开。
研究人员利用他们自己写的程序代码替换了3D打印机原有的开源软件，该程序代码可以自动计算打印物体实现特定折叠角度所需的造型和打印速度。此外，研究人员将易弯曲的材料与抗收缩的材料（类似橡胶的一种材料）结合在一起，并通过软件不停地改变打印机的打印速度，当热塑性塑料被加热熔融并用于打印时，可以精确地控制折叠的纹案。
该技术绿色环保，可用于制造能够自动折叠的板式家具、船只，甚至是紧急避难场所，这些产品可以平放运输以节省空间，并利用太阳能（自动）折叠成形。
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