卡耐基梅隆大學研發(fā)的4D打印技術與3D打印有什么區(qū)別？

8月22日，美國卡內(nèi)基梅隆大學的研究人員公布了一項研究成果，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打印機就可以進行生產(chǎn)打印，而且在受熱到一定程度時這些物體可以將自身折疊成預定的形狀。

和3D打印相比，4D打印在3D打印的基礎上增加了一個時間維度，即4D打印的物件會隨著時間的推移（自動）變成不同的形狀。

據(jù)悉，這是一項低成本、可逆的致動器技術，通過應用一種薄薄的導電熱塑性塑料，借助廉價的3D打印機或者手工涂漆，將導電熱塑性塑料涂在普通的紙張上。當施加電流時，熱塑性材料加熱并膨脹，導致紙張彎曲或折疊；當電流被移除時，紙張則恢復成預定的形狀。

在整個研究過程中，該團隊設計了一些“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，其可以將自己變成球或圓柱體結(jié)構，也可以用于構造更精細的物體，比如：利用該技術制作的燈罩，在改變燈罩形狀的同時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，當觸摸該植物時葉片將依次打開。

研究人員利用他們自己寫的程序代碼替換了3D打印機原有的開源軟件，該程序代碼可以自動計算打印物體實現(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的打印速度，當熱塑性塑料被加熱熔融并用于打印時，可以地控制折疊的紋案。

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