如今普罗大众已经对3D打印技术不再陌生,而一种更加“智慧”的打印技术——4D打印又悄无声息地接近我们的生活,迫不及待地刷新我们对智能制造的认知。 很多人还记得一种叫百变魔尺,又叫“鲁比克蛇”(Rubik’s Snake)的童年玩具。它由若干个通过弹簧螺栓连接起来的楔形块构成,可以扭曲成各种形状的物体。第二位是更加广为人知的乐高积木。积木之间是通过突点和孔洞扣合连接的。突点插入孔内挤压侧壁,侧压力引起的摩擦作用阻止两块积木滑开,但是只需要稍稍用点力就能拔开两块积木。各种不同形状的积木只要具有突点与孔洞的结构,就能随意组合拼装。 假如百变魔尺或者乐高积木能够按照我们大脑中的想法,并且有一双无形的手帮我们实现这些想法,将玩具“扭转”或者“搭建”形成各种特定形状的物体,那会多么神奇啊! 实际上,4D打印技术就能帮我们梦想成真。4D打印比3D打印多了一个D,指的不再是空间维度,而是时间维度。4D打印采用的是可编程物质(Programmable Matter),由这种物质构建的物体可以感知外界环境因素的变化,按照设计者的指令,仅通过材料内部的相互作用自发改变物理特性,例如形状、密度、模量、电学性能、光学性能等。激活程序的外界因素可以是湿度、温度,也可以是力场、电磁场等。 随着4D打印技术不断革新,越来越多的材料将会被赋予生命力。也许在不久的将来,两位“儿时的玩伴”会成为上天入海的国之重器,也会成为你我身边的知心朋友。
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