3D打印才剛剛開始變得流行,且擁有著成為下一個產業革命的潛力,但科學家們似乎想要該初生技術推到極限,打造支持隨著時間演變的打印技術——4D打印技術。設想一下:從打印機裡出來時是一個樣,隨著時間的推移、環境的改變,打印成品可以和水、空氣、溫度產生互動,變化成另外一個樣子⋯⋯不禁嘆道:神奇的打印技術又將向前邁進一大步。

 

作者、編輯: Vivian Peng @ DamnDigital
Cover Image: Wang Qi@ DamnDigital
(原創內容,轉載請註明來自DamnDigital )

 

2013TED演講:Skylar Tibbits-The emergence of “4D printing”

影 片 在 此 ↓↓↓




在今年年初於洛杉磯舉行的TED大會上,麻省理工學院自組裝實驗室的研究人員展示了首款可以自動組裝的4D物體。該4D物體由數層塑料製成,外加一層「智能」材料,該「智能」材料能夠在吸水時變形,自動變成一種理想的形狀。該自組裝實驗室的科學家將該4D物體的第四維度定為時間,使得該3D打印出的物體能夠隨著時間「演變」。

談到4D打印過程,建築師和電腦科學家斯凱勒•蒂比茨(Skylar Tibbits)說道,「我們提出第四維度是時間,靜態物體將能夠隨著時間自動變化和適調。該剛性材料成為一個架構,其它層則是彎曲和扭轉該架構的力量來源。本質上來看,那種打印並不新鮮,只不過它涉及未來的變化。」

在TED大會上展示的4D物體,是3D打印出的管子。該管子放在水中,會自動組裝成為一個立方體,涉及的原理是,其內部「智能」材料利用水作為能量來源,從而帶來形狀的改變。

這種變形功能的潛力無限,適用領域從日用消費品到生物醫學實踐,從航空航天工業到體育界,無所不包。蒂比茨說,「你可以設想隨運動員和環境的改變而改變的服裝和鞋子,輪胎可根據不同路況而變形,消費者就不用為不同路面購買不同型號的輪胎了。」

對他來說,終極目標是將這項技術運用到宏觀層面上:利用4D打印技術,降低製造業的能源和勞動力成本。

蒂比茨使用歐特克軟件公司(Autodesk)的Project Cyborg軟件,設計出活動材料的大小和位置,接著斯川塔斯公司開發的Connex混合材質打印機同時將兩種材料放入相應位置。

當然,遇水變形的產品是一項巨大的成就,而團隊未來的宏大計劃是改革全球製造業的面貌。如此一來,一些略為簡單粗糙的產品和體驗將被迫進化或走向滅亡——比如宜家的DIY家具組裝。


4D打印過程需要兩種材料:靜止的和活動的。靜止材料負責奠定幾何結構,而活動材料包含了促使物體變形的能量和信息。

雖然目前來說,這項技術聽起來還很抽象,但已經有不少視頻能夠讓我們很直觀清晰地目的這一技術的真相:

 
Skylar Tibbits – Self-assembly line

 
4D Printing MIT Self-Folding Strand

 
4D Printing Cube Self-Folding Strand

未來誰知道呢?蒂比茨說:「4D打印的應用領域無窮無盡。」

 
參考資料來源:
TED Talks 2013 │ BBC:TED 2013-4D printed objects ‘make themselves’
4D打印技術亮相TED大會:產品可自動智能變形
4D printing is the future of 3d printing and it’s already here

文章出處:互動中國

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