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[视频]4D打印技术问世 可创造出“智能化”的物体
2013年3月27日    评论:    分享:

    来源:人民网

    在美国举行的“技术、娱乐、设计大会上”(TED大会),美国麻省理工学院建筑学院自行装配实验室创始人斯凯勒·第必茨公布了最新技术“4D打印”。该技术由麻省理工学院的自行装配实验室同以色列美国合资的一家3D打印机制造商合作开发,用水激活并为一连串自动折叠成形的材料提供能量。

  4D打印比3D打印多了一个“D”也就是时间纬度,人们可以通过软件设定模型和时间,变形材料会在设定的时间内变形为所需的形状。在第必茨教授看来,人们设计的产品不仅能够被打印出来,而且材料自己就能够进化成产品。材料就像是无线和没有电机的机器人,拥有了某种智慧,指导着自己向着一个方向进化,最终成为理想的产品。

4D打印技术问世 可创造出“智能化”的物体

  第必茨认为,4D打印让快速建模有了根本性的转变。3D打印必须预先建模、扫描,之后使用物料打印出产品,而4D打印直接将设计内置到物料当中,简化了从“设计理念”到“实物”的造物过程。让物体如机器般“自动”创造,不需要连接任何复杂的机电设备。

  实际上,第必茨教授之前已经公布过关于4D打印技术的相关信息,但是与之前的信息相比,他现在公布的4D打印系统已经将这项技术改进到实用性阶段,使用的智能材料比过去他创造的更简单、更小、更廉价。

4D打印技术问世 可创造出“智能化”的物体

  第必茨这样描绘4D打印的应用前景,他说:“想象一下如果水管能够膨胀或者收缩,或者甚至起伏波动来自动传送水流,我们的生活将会有怎样的改变。”鉴于4D打印的研究还出于比较初期阶段,目前该技术在使用层面最适合制造比沙发小的物体,第必茨和他的研究团队希望在未来找到打印更大物体的方式。而他们近期的研究重点是将4D打印技术应用于基础设施,如桥梁建设、管道搭建等过程。

    4D关键在于材料

    麻省理工学院研发的自动变形材料更加高科技,它就像是拥有自我意识的机器人,科学家通过软件完成建模和设定时间后,变形材料会在指定时间自动变形成所需要的形状。视频中,一根多串的PVC复合材料管在水中完成了自动变形,过程中没有使用打印机器。

    据悉,视频中演示使用的复合材料是由美国科技公司Objet Connex提供。公开信息显示,Objet Connex主营3D打印,其3D打印机的特点是其对于光敏树脂的处理,使得3D打印机能在14种不同材料的单一打印部件上打印。PVC糊树脂是光敏树脂的原材料,生产PVC糊树脂的A股上市公司英力特在互动易平台表示,从理论上讲,PVC糊树脂可以作为3D打印的耗材,如果有企业从事3D打印生产业务的话,现有技术可以将PVC糊树脂加工为光敏树脂。

    4D材料与记忆金属不同

    4D打印视频中复合材料的表现与记忆金属看起来有一丝相似,但却完全不同。从项目的介绍中可以发现,复合材料是通过Autodesk新研发的软件Cyborg,对于材料进行编程模拟(Tibbits在Ted的演讲第二部分还展示了材料在空气中通过甩动而自动变形,使用了同样的复合材料),使得材料按照预先设定好的时间形状变形,照Tibbits的话说:让物体如机器般自动制造,而不是先设定好物体然后再制造。

    而记忆金属则是在特定外部条件下回归原来的形状,即物体已经被设定完成,而不是被制造。基于Objet Connex在3D打印上的表现,Tibbits的4D打印所采用的即是通过3D打印完成材料建模,同时在刷树脂的过程中用芯片或塑形变化等达到使材料特定时间完成形变的目的。

标签:4D打印3D打印先进制造
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