當(dāng)3D還在路上，很多人還對(duì)其持觀望態(tài)度，盡管業(yè)內(nèi)異常熱鬧，有種欲改變制造業(yè)模式的態(tài)勢(shì)，但進(jìn)入生活應(yīng)用似乎還需要一些時(shí)間。而科技的新技術(shù)發(fā)展總是以超乎我們預(yù)見的速度發(fā)展，正如智能穿戴在一夜之間從科幻片中走出并走入了我們的生活中，4D打印也是如此，在我們還沒有預(yù)見的時(shí)候一夜之間進(jìn)入了我們的視野。
而關(guān)于4D我們需要一些基本的了解，在我們最為熟知的概念中普遍認(rèn)知是2D，也就是在平面上打印，比如打印個(gè)文檔、文件、圖紙、照片之類，也就是X、Y的構(gòu)成維度。而到了3D打印，通俗的理解就是在X、Y維度的基礎(chǔ)上增加一個(gè)Z的維度，就構(gòu)成了三維立體。但到了4D打印，所增加的維度不再是X、Y、Z所構(gòu)成的立體維度，而是在這些維度之外所增加的時(shí)間維度。簡(jiǎn)單的理解，所謂4D打印就是在一個(gè)立體的維度基礎(chǔ)上，目前所公認(rèn)的增加維度，就是時(shí)間。
2D、3D、4D，看起來像個(gè)等數(shù)列，實(shí)際上就是每一級(jí)增加了一個(gè)D，即打印出來的物體增加了一個(gè)維度（dimension）。如果說2D是X、Y；3D是X、Y、Z；那么4D則是X、Y、Z的基礎(chǔ)上增加了T。這就意味著4D打印融入了時(shí)間，也就是表示4D打印就是打印出可以隨時(shí)間變化而改變的物體，而這種改變我們可以理解為自我組裝。
目前國(guó)際上對(duì)于4D打印的理解主要是基于麻省理工大學(xué)一個(gè)叫NervousSystem的工作室所開發(fā)的一套4D打印系統(tǒng)Kinematics的試驗(yàn)為基礎(chǔ)，那些3D打印出來的鉸鏈?zhǔn)饺切∧K，在一定的外在介質(zhì)下，可以在特定的時(shí)間實(shí)現(xiàn)自我組裝成各種不同結(jié)構(gòu)的物體。
當(dāng)然我們也可以理解為變形金剛將真正走入我們生活時(shí)代已經(jīng)被開啟，不過這種自我組裝并不是憑空想象出來的的，其原理就是通過預(yù)設(shè)定的模型，然后將這種通過時(shí)間而要形成的改變?cè)诖蛴r(shí)直接打印在原型材料模型中，當(dāng)然包括所要發(fā)生改變的一些鏈接都一并打印在預(yù)先設(shè)定的模型中。
NervousSystem為此專門為Kinematics制作了一套模型設(shè)計(jì)軟件，通過這套軟件進(jìn)行4D打印的模型設(shè)計(jì)。而會(huì)進(jìn)行模型設(shè)計(jì)只是4D打印的起步，除了事先設(shè)計(jì)好的模型之外，想要讓基礎(chǔ)打印的原型實(shí)現(xiàn)自我組裝成型，一定要借助于外在的介質(zhì)，或者可以理解為“催化劑”。而就麻省理工的自組裝實(shí)驗(yàn)室所提出的4D打印概念中，所采用的這種“催化劑”是水。
通過預(yù)設(shè)定的模型，而后通過3D打印出來的材料將其扔到水里之后，各個(gè)小模塊接合點(diǎn)被水浸入后，就會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的位置進(jìn)行伸展或彎曲，自動(dòng)完成最后整個(gè)組裝過程，這是麻省理工關(guān)于4D打印最為直觀的一項(xiàng)試驗(yàn)演示。
而這其中有幾項(xiàng)非常關(guān)鍵的要素，一個(gè)是材料能夠具備“時(shí)間”的認(rèn)知；二是觸發(fā)自我組裝的“催化劑”也就是介質(zhì)，不一定只能是水，根據(jù)不同的打印材料，也有可能是光、熱、聲音、震動(dòng)、氣體，甚至是電子觸發(fā)。
盡管目前4D打印還只是處于概念階段，并且能夠支撐或者說具備時(shí)間認(rèn)知能力的材料還很少，但科技的發(fā)展在出現(xiàn)苗頭后總會(huì)以驚人的深度裂變。如果說3D打印改變的是制造業(yè)生態(tài)；那么4D打印改變的將是整個(gè)商業(yè)生態(tài)。
最簡(jiǎn)單的例子就是宜家將會(huì)被改變，未來，當(dāng)我們擁有一臺(tái)4D打印機(jī)，在家里或是特定的地方打印幾層材料，我們只要放在陽臺(tái)給它洗個(gè)澡，過一會(huì)兒，一個(gè)書桌就自動(dòng)組裝好并呈現(xiàn)在我們眼前了，我們不再需要親自動(dòng)手組裝。因此4D打印所帶來的不僅是材料的革命，更是商業(yè)生態(tài)的革命。
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