
4D打印是一种利用增材制造技术(Additive Manufacturing,AM)打印三维物体的快速成型技术。将不同性质的刺激响应材料(高分子聚合物、形状记忆合金、压电材料等)连续分层或逐层打印,打印完成后,物体会对自然环境或人为干预的刺激作出响应,其物理或化学性质会随着时间的推移而变化,从而实现自组装、自修复、形状记忆或多功能。
4D打印提供了一种全新的制造技术,克服了3D打印在形状、技术、设备规格等方面的限制,具有一定技术优势。
3D打印技术通过各种方式将原材料如同叠“砖块”一般逐层堆叠成形,具有高设计自由度、无需模具等优点。4D打印采用经特殊设计和制备的新型材料,使这些“砖块”能够感知外界条件,随之产生形状、性能和功能的变化。可以看出,3D打印用于成形结构或功能构件,而4D打印用于成形智能构件。
因此,4D打印技术具有以下优势。一是特殊产品制造,如方便后勤运输的自组装设备、可自我修复的自愈合装甲、特定情况下自销毁的高科技设备等;二是进一步提高设计自由度,如果说3D打印帮助设计人员摆脱了可制造性束缚的话,那么4D打印则打破了装配性的限制,使设计人员不必完全拘泥于装配制约,设计出传统装配方式所无法组装的高性能产品;三是降低成本,借助该技术,小型增材制造设备可以先制造小体积的中间产品,然后将中间产品变形成为所需的大型中空结构产品,节省设备成本。此外,借助产品可变形、变性和变功能的特性,该技术还能够减少装配、物流和储存等环节的成本。(联系我们获取报告目录)



