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3D打印與4D打印的關系

4D打印只是在3D打印基礎之上增加了一個時間維度,所以3D打印與4D打印具有緊密的關系。4D打印是3D打印技術發展到一定程度才能出現的新技術,雖然二都在打印材料、打印方式和打印產品等方面表現出了完全不同的特性。但4D打印技術的發展仍然會受制于3D打印技術的研發進程。

3D打印與4D打印有什么區別

(一)3D打印與4D打印在全新的研發方向和思維方式上不同

3D打印技術出現之前,無論是在印刷行業,還是制造業這一更大領域,都是沿襲傳統的生產模式,其發展也只是在縱向上的發展和逐步深入。3D打印出現之后,其發展在橫向上得以拓寬,給科學領域的研究者展示了全新的研發視角,給人們對未來商品的遐想提供了無限可能。

就印刷行業來說,縱觀古今中外幾千年的文明發展史,從最初的手抄本到后來的雕版印刷、活字印刷、雙色套印和近代鉛活字印刷、印刷機印刷,這些都是在平面內進行的復制,而3D打印多了一個維度系數,是在立體空間范疇內進行的復制,實現了從平面印刷的量變到立體印刷這一質變的發展過程。

就制造業領域來說,3D打印改變了傳統制造業手工和機器大生產的模式,利用三維設計和掃描,通過計算機建立產品的數據模型,產品的標準化、精準率大大提高,且實現了其快速成型的可能。

3D打印相對于印刷業和制造業的徹底改變,拓寬了研究工作者的科研領域,給出了全新的視角,在印刷業和制造業現有層次的技術已取得相當高的成就的今天,3D打印為無法取得突破性進展的科技研發領域提供了另一片天空。

3D打印能夠制造其他制造技術無法做出的復雜的、看起來匪夷所思的物體,且其產品設計及成型的簡捷化,為個人定制提供了條件。在這種氛圍的啟發下,人們對產品的個性化需求提高,其可以想象和思考的范疇拓寬,很大程度上激發了人們的拓展性思維,特別是在如今各方面的發展都可以用日新月異來形容的時代,思維上的活躍對于創新來說是一個很好的推動力。

4D打印就是在這種情況下誕生的。科技發展,生活中新的應用問題層出不窮,當人們感到其中的不便,進而提出更多需求時,走在科技最前沿的科學家們便迎來新的問題與挑戰,同時也尋求到了研發的契機,新技術由此產生。

(二)3D打印機在4D打印中的應用

如今,幾乎所有的4D打印都是在3D打印機上完成的,其打印過程的完成需要3D打印的配合。可以想象,在相當長的時間內將是“3D打印機上的4D打印產品”。其實這是由3D打印機的功能和4D打印的特性決定的。4D打印的產品在根本上都是三維產品,其單一的打印環節完全是可以由3D打印機來實現的。

4D打印技術的關鍵是設計軟件和智能復合材料,這是打印成品這一環節的準備階段必須要解決的。只要解決了4D打印的關鍵問題,相信在3D打印機也會取得相應發展的同時,3D打印機成為“3D兼4D打印機”也并不是沒有可能的,特別是4D打印產品的能變形和自我組裝的能力,使得3D打印機應用于4D打印比應用于3D打印少了由于打印機體積大小問題而在產品生產上的發展限制。

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