每個媽媽都是4D打印機？

魔猴君  行業資訊   3490天前

當下，與3D打印的蔚然成風形成鮮明對比的是，提出了兩年多時間的4D打印概念和技術卻鮮有人說道。4D打印，到底是怎么一回事？怎么就憑空多出了一個“D”呢？

今天，我們一起探探4D打印的路。在出發之前，我先給大家講個小故事：

那是在某年某月的某一天，一個男人和一個女人心心相惜，他們雖然不懂設計，卻攜手創造了一件在我認為是這個世界上最偉大的作品，那就是我！在整個過程中，男人的精子和女人的卵子搭配、組合，形成一個全新的細胞，而那里面便是組成我的原材料，23對染色體46XX。每條染色體上都帶有一定數量的設計因子，我們稱它為“基因”，它支持著我生命的基本構造和性能；儲存著我的種族、血型、孕育、生長、凋亡過程的全部信息。

在材料準備充分之后，我便被打印了出來，而這個打印的載體便是我的母親。從那以后，我便開始了在時間維度的延伸下，在萬物環境的“催化”中，發生著生、長、病，以及將來老、死的變化；并且還將進一步演繹著生命的繁衍、細胞分裂和蛋白質合成等重要的生理過程，周而復始。對于這個過程，大家可能都不太陌生，而且理解得理所當然。

故事講完了。言歸正傳，4D打印到底是怎么回事呢？

其實，上面就是我對4D打印的通俗理解：我們的每一條染色體所蘊藏的基因密碼，便是我們這個物體最原始的設計程序編碼；而我們這一生的成長過程，也就是人類這個4D打印物在時間這個第四維度，基于萬物環境的“催化”而發生的組織變化。換而言之，4D打印跟3D打印的最大區別就在于：3D打印就像現在所有的制造過程一樣，是造物呈現的終結；而4D打印則是造物呈現的開始，就像人類的誕生一樣。

關于4D打印，度娘怎么說？

為了讓大家能更立體全面地了解“猶抱琵琶半遮面”的4D打印，我們先來看看萬能的度娘是怎么解釋這科幻的玩意兒。

據百度百科詞條信息：所謂的4D打印，比3D打印多了一個“D”，也就是時間緯度，人們可以通過軟件設定模型和時間，變形材料會在設定的時間內變形為所需的形狀。準確地說，4D打印是一種能夠自動變形的材料，直接將設計內置到物料當中，不需要連接任何復雜的機電設備，就能按照產品設計自動折疊成相應的形狀。

事情就是這樣嗎？還是讓我們再來看看4D打印的前世今生。

4D打印的誕生

2013年2月26日，在美國加州長灘舉行的TED2013大會上，麻省理工學院（MIT）建筑部講師斯凱拉?蒂比茨（SkylarTibbits）將一種新穎的材料組合用于3D打印機，制造出了一種線狀物體，該物體被放入水中時，能改變形狀組成字母“MIT”。這是通過將吸水聚合材料與堿性塑料相結合來實現這一效果的技術，被定義為4D打印。

非常棒的一個概念，它創造出一種能夠在被打印出來之后發生改變的物體，而且它們能夠進行自我調整。打印將不再是創造過程的終結，而僅僅是一條路徑。

“我們想要說的就是，你設計出產品并且打印出來，而它能夠進化。它就像在材料中植入了智慧。”Tibbits在一場采訪中說道。

4D打印的革命

2014年10月8日，美國《外交》雙月刊則發表了題為《準備迎接4D打印革命》的文章。作者牛津大學圣安東尼學院榮譽學者納伊夫?魯贊在文章稱，4D打印的可能應用是無窮的：數字化制造的真正前途在于第四度空間——打印根據編程隨時間而變化的物體。

3D物體是靜態的，需要人工控制，而4D物體能夠自動對環境作出反應，自行組裝、修補或變形。該領域的進步將更多地依賴材料本身，而非打印技術。

4D打印，將科幻變成可能

基于4D打印技術的應用，我們將很快能看到，科幻接入現實。

設想一下，我們生活的每一個城市的地下，都布著滿滿的地下管道系統。但是它們受容量固定、維護成本高昂，這一直困擾著每個城市的建設者。而伴隨著4D打印的到來，利用可編程的材料，每條管道都將能適應變化的環境，通過擴大或縮小來調整容量和流量；而且管道在受損時，還能自行維修或在報廢時分解。

再設想一下，4D打印技術應用于國防工業的可能性。比如在美國，陸軍利用3D打印技術研發新裝備的事實，讓我們看到了更前沿軍事科技未來。顯然，4D打印技術的應用，可以讓軍方制造出具有能適應各種地形外殼的車輛，或能發現有毒氣體的制服。

更有神乎，應用于生物醫療領域的4D打印，將大大改變現有的醫療狀況。在3D打印時代，我們已經能夠利用3D打印的心臟、肢體骨架等，對人體衰老病變的器官進行替換，由此讓人類保持健康。而隨著4D打印的出現，無疑將給我們帶來更多可能的優化方案。如心臟支架的更換，將不再需要“動刀”了。

我們可以通過4D打印液態的支架，然后通過血液循環系統，將其注射入攜帶設計方案的智能材料，等其到達心臟指定部位后，再通過自我組裝成心臟支架。更有甚者，就如最新的科學研究所告訴世界的，人類的DNA是可以修改的。先撇開道德層面不談，通過對DNA的編輯，至少給人類永保健康打開了一扇窗。而4D打印將是打開這扇窗的一把金鑰匙。

來源：中國3D打印網