最具有顛覆性的科技—4D打印

打印機 3D打印 生物技術 機器人 眾誠智庫 2017-05-04

對大眾而言,4D打印這個詞可能有一些陌生,其實4D打印和3D打印的概念差不多是同時提出的,但是3D打印近幾年來應用和發展都取得了很大的進展,人們更多關注於3D打印技術。MIT與Stratasys教育研發部門卻合作研發出了4D打印,這是一種無需打印機器就能讓材料快速成型的革命性新技術。4D打印技術與其說它是一種打印技術,不如說是一種新的材料,一種能夠自動變形,自動組裝的材料,多出來的這個D代表的是時間緯度,同時也是“智能”的體現。

最具有顛覆性的科技—4D打印

較3D打印而言,4D打印它不需要任何機電設備就能按照產品的設計而自動摺疊成相應的形狀。3D打印是一種外部的直接塑形,建模在前,打印產品在後的模式。而4D打印則是直接將設計內置到打印的智能材料當中,然後在某一個特定的條件下,自動組裝成設計的形狀,這個條件可以是壓強、重力、溫度或者是在水中、被碰撞等等,產品的形成是一個動態的過程,同時它省略了產品的裝配環節。舉個簡單的例子,一張桌子,3D是將塑料分子材料放在3D打印機中,然後打印成品,但4D打印卻不是這樣的,它相當於是打印材料知道自己是一把桌子,在某一個特定的條件下,例如在水中,自動變形成一張桌子,在它沒有變形前,它可能是一張薄紙,也可能是一個小圓球等等。

最具有顛覆性的科技—4D打印

4D打印會帶來怎樣的衝擊呢?

顛覆製造業——4D打印技術較3D打印技術來說其實對於製造業來說更具有前瞻性,對於產品的升級更具有革命性,它能夠引發整個商業模式的改變,對整個製造業產生顛覆式影響。現代工業製造業已在向智能化方向發展,人力資源不再成為工業生產中的必備要素,只需要人類進行提前的程序輸入,就可以使用4D打印機實現零部件的自主生產,它可以應用到汽車、機床等各個工業化生產過程中,然後再自行組裝,製造業將完全智能化。

改變軍用設備——大型軍用構建制造的成本控制一直是個難題,然而利用4D打印技術可以大為改善,例如將4D打印技術應用於軍用人造衛星,通過該技術的自動展開和組裝功能快速成型帆板和天線等大型構件,將大大減少機械部件的數量和重量,降低發射軍用衛星所需成本。甚至對軍用設備的佈置也將產生改革,大型軍用設備,現在需要大型的運輸工具,而4D打印,可以將大型軍用設備構建在未佈置前以遠比實際形狀小得多樣子呈現,再將這些通過4D打印而成的機構放在特定的位置,然後讓他們自動變形、自動組裝,在使用後還能再回收帶走。

創造科幻生活——4D打印,在它還未自動組裝前,它可以只是一個很小體積的東西,大大的節約了空間,試想你出門一個書包裡,你可以帶上桌子、椅子、碗筷、鞋子等等一系列的東西,而每個東西的體積只有乒乓球那麼大,生活的方式可能將產生無法預期的改變。當然4D打印不僅僅只能做到這些,因為它的可期性遠遠超過人們的想象。

最具有顛覆性的科技—4D打印

眾誠智庫認為:4D打印在未來用於生產實際和日常生活是必然的,將對製造業、軍事、生物科技等產生非凡的意義,4D打印就像一個無需電源和發動機的機器人,我們將“智慧”植入到材料中,它可以在某一個特定條件下自動組裝。它能完成很多具有危險性的事,例如太空或者深海的設備安裝。甚至說,在未來由於4D打印技術的開發,生活模式將發生巨大的變化,家裡的沙發可以根據人的體重變化而自行變化大小,一個小球可以在下雨時就變成一把雨傘,科幻電影的情節將有實現的可能。但現階段4D打印技術任然處於開發階段,現在還無法解決還原的問題,也就是我們可以在下雨時將小球變成雨傘,但是雨停了後雨傘怎麼樣才能方便攜帶的雨傘。100年前人們認為現在生活是充滿科幻的未來,高鐵,飛機,手機,互聯網等信息時代的產物都在當時是人們想象,4D打印也許會讓我們現在的想象再次成為現實。

作者:眾誠智庫分析師 周承熙

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