卡耐基梅隆大學(xué)研發(fā)的4D打印技術(shù)與3D打印有什么區(qū)別？

8月22日，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員公布了一項(xiàng)研究成果，他們制造出一系列由熱塑性塑料制成的 4D打印物體，這些物體只需使用通用的3D打印機(jī)就可以進(jìn)行生產(chǎn)打印，而且在受熱到一定程度時(shí)這些物體可以將自身折疊成預(yù)定的形狀。

和3D打印相比，4D打印在3D打印的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)時(shí)間維度，即4D打印的物件會(huì)隨著時(shí)間的推移（自動(dòng)）變成不同的形狀。

據(jù)悉，這是一項(xiàng)低成本、可逆的致動(dòng)器技術(shù)，通過應(yīng)用一種薄薄的導(dǎo)電熱塑性塑料，借助廉價(jià)的3D打印機(jī)或者手工涂漆，將導(dǎo)電熱塑性塑料涂在普通的紙張上。當(dāng)施加電流時(shí)，熱塑性材料加熱并膨脹，導(dǎo)致紙張彎曲或折疊；當(dāng)電流被移除時(shí)，紙張則恢復(fù)成預(yù)定的形狀。

在整個(gè)研究過程中，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一些“基本執(zhí)行器”，這些“執(zhí)行器”基于折紙和剪紙形式，利用該技術(shù)，其可以將自己變成球或圓柱體結(jié)構(gòu)，也可以用于構(gòu)造更精細(xì)的物體，比如：利用該技術(shù)制作的燈罩，在改變燈罩形狀的同時(shí)還可以改變燈的亮度，或者制作成具有葉瓣的人造含羞草植物，當(dāng)觸摸該植物時(shí)葉片將依次打開。

研究人員利用他們自己寫的程序代碼替換了3D打印機(jī)原有的開源軟件，該程序代碼可以自動(dòng)計(jì)算打印物體實(shí)現(xiàn)特定折疊角度所需的造型和打印速度。此外，研究人員將易彎曲的材料與抗收縮的材料（類似橡膠的一種材料）結(jié)合在一起，并通過軟件不停地改變打印機(jī)的打印速度，當(dāng)熱塑性塑料被加熱熔融并用于打印時(shí)，可以地控制折疊的紋案。

該技術(shù)綠色環(huán)保，可用于制造能夠自動(dòng)折疊的板式家具、船只，甚至是緊急避難場(chǎng)所，這些產(chǎn)品可以平放運(yùn)輸以節(jié)省空間，并利用太陽能（自動(dòng)）折疊成形。