未来生活进行时: 3D方兴未艾 4D扑面而来——含苞待放的4D打印技术初探

damndigital_the_future_is_now_48_cover_2013_07

3D打印才刚刚开始变得流行,且拥有着成为下一个产业革命的潜力,但科学家们似乎想要该初生技术推到极限,打造支持随着时间演变的打印技术——4D打印技术。设想一下:从打印机里出来时是一个样,随着时间的推移、环境的改变,打印成品可以和水、空气、温度产生互动,变化成另外一个样子⋯⋯不禁叹道:神奇的打印技术又将向前迈进一大步。

作者、编辑: Vivian Peng @DamnDigital
Cover Image: Wang Qi@DamnDigital
(原创内容,转载请注明来自DamnDigital)

2013TED演讲:Skylar Tibbits-The emergence of “4D printing”
在今年年初于洛杉矶举行的TED大会上,麻省理工学院自组装实验室的研究人员展示了首款可以自动组装的4D物体。该4D物体由数层塑料制成,外加一层“智能”材料,该“智能”材料能够在吸水时变形,自动变成一种理想的形状。该自组装实验室的科学家将该4D物体的第四维度定为时间,使得该3D打印出的物体能够随着时间“演变”。

谈到4D打印过程,建筑师和电脑科学家斯凯勒•蒂比茨(Skylar Tibbits)说道,“我们提出第四维度是时间,静态物体将能够随着时间自动变化和适调。该刚性材料成为一个架构,其它层则是弯曲和扭转该架构的力量来源。本质上来看,那种打印并不新鲜,只不过它涉及未来的变化。”

在TED大会上展示的4D物体,是3D打印出的管子。该管子放在水中,会自动组装成为一个立方体,涉及的原理是,其内部“智能”材料利用水作为能量来源,从而带来形状的改变。

这种变形功能的潜力无限,适用领域从日用消费品到生物医学实践,从航空航天工业到体育界,无所不包。蒂比茨说,“你可以设想随运动员和环境的改变而改变的服装和鞋子,轮胎可根据不同路况而变形,消费者就不用为不同路面购买不同型号的轮胎了。”

对他来说,终极目标是将这项技术运用到宏观层面上:利用4D打印技术,降低制造业的能源和劳动力成本。

蒂比茨使用欧特克软件公司(Autodesk)的Project Cyborg软件,设计出活动材料的大小和位置,接着斯川塔斯公司开发的Connex混合材质打印机同时将两种材料放入相应位置。

当然,遇水变形的产品是一项巨大的成就,而团队未来的宏大计划是改革全球制造业的面貌。如此一来,一些略为简单粗糙的产品和体验将被迫进化或走向灭亡——比如宜家的DIY家具组装。

4D

4D打印过程需要两种材料:静止的和活动的。静止材料负责奠定几何结构,而活动材料包含了促使物体变形的能量和信息。

虽然目前来说,这项技术听起来还很抽象,但已经有不少视频能够让我们很直观清晰地目的这一技术的真相:

Skylar Tibbits – Self-assembly line

4D Printing MIT Self-Folding Strand

4D Printing Cube Self-Folding Strand

未来谁知道呢?蒂比茨说,“4D打印的应用领域无穷无尽。

 

参考资料来源:

TED Talks 2013

BBC:TED 2013-4D printed objects ‘make themselves’

4D打印技术亮相TED大会:产品可自动智能变形

4D printing is the future of 3d printing and it’s already here

 

浏览未来生活进行时更多文章


1 Comment

Have Your Say »

Required

Required, never published